Les chimistes de l'Institut de technologie de Nagoya ont développé un système de réaction chimique innovant, qui pourraient avoir des applications pour développer des molécules starter pour des procédés de synthèse supplémentaires en chimie organique, ainsi que des candidats pharmaceutiques avec un éventail potentiellement large d'activités biologiques.

Nagoya, Japon - Compte tenu de leur nature tridimensionnelle, de nombreux composés chimiques peuvent exister sous deux formes différentes qui sont des images miroir l'une de l'autre, appelés énantiomères. Ceux-ci peuvent avoir des effets très différents sur le corps humain, il est donc souvent nécessaire d'isoler une seule des formes avant administration. Pour éviter ce problème, il est possible de développer des méthodes de synthèse chimique qui produisent majoritairement ou exclusivement l'un des énantiomères possibles. Il s'agit d'un problème majeur pour une classe de molécules appelées aziridines, qui comprennent d'importants antibiotiques et agents chimiothérapeutiques, mais il reste encore des possibilités substantielles de manipuler et de modifier les réactions par lesquelles ils sont synthétisés pour une gamme d'applications.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Angewandte Chemie Édition Internationale , une équipe de chercheurs du Nagoya Institute of Technology (NIT) a mis en place une nouvelle réaction par laquelle un groupe de molécules appelées 2H-azirines réagit avec le phosphite à l'aide d'un catalyseur. En appliquant une variété de catalyseurs et de conditions à cette réaction, ils ont réussi à produire des aziridines à haut rendement et avec un seul énantiomère représentant jusqu'à 98 % du produit total.

Peu de travaux antérieurs se sont concentrés sur la tentative de produire un niveau élevé d'un seul énantiomère à partir de réactions avec les 2H-azirines car ces composés ne sont pas très réactifs. Ici, les chercheurs ont choisi d'employer un phosphite, comprenant des atomes de phosphore et d'oxygène, pour la réaction avec les 2H-azirines en raison de sa capacité à contribuer ou à donner des électrons dans cette réaction, promouvoir la transformation des azirines en aziridines.

"Dans la réaction des 2H-azirines avec le phosphite, nous avons appliqué divers catalyseurs chiraux pour voir leurs effets, " dit Daiki Hayama de la Graduate School of Engineering, LENTE. "Une fois que nous avons identifié un catalyseur qui a donné à la fois un bon rendement global et une proportion élevée d'un seul énantiomère dans la réaction, nous nous sommes ensuite concentrés sur l'optimisation des conditions de réaction."

Une fois qu'une combinaison de conditions particulièrement efficace a été identifiée, l'équipe a également testé les variations structurelles de l'azirine utilisée comme matériau de départ dans la réaction ainsi que le meilleur catalyseur trouvé dans l'expérience précédente, obtenir à nouveau des rendements élevés et des taux élevés de production de l'un des énantiomères possibles.

"Nos résultats montrent que cette réaction est très énantiosélective et fonctionne bien pour une large gamme d'azirines, " explique le Pr Shuichi Nakamura. " Cette approche devrait être très utile pour développer de nouvelles molécules chirales potentiellement avec des caractéristiques intéressantes, à la fois pour des applications médicales et pour d'autres travaux dans le domaine de la chimie organique."