Les chimistes de l'Université Rice ont découvert une méthode en une étape pour transformer l'éther de silyle énolique à base de silicium en alpha-aminocétones azotées, éléments de base précieux dans la conception chimique. Crédit :Zhe Zhou/Université du riz
Les scientifiques de l'Université Rice ont donné un coup de pouce aux chimistes organiques avec leur dernière découverte d'une méthode en une étape pour ajouter de l'azote aux composés pour les médicaments, pesticides, engrais et autres produits.
Le chimiste organique de synthèse du riz László Kürti a déclaré que la méthode, signalé dans le Journal de l'American Chemical Society , est un grand pas en avant car il accélère et augmente le rendement de molécules précieuses connues sous le nom d'alpha-aminocétones.
Les cétones sont des composés à base de carbone trouvés dans la nature et des matières premières importantes pour l'industrie chimique. Le groupe amino primaire (NH2) est un groupe fonctionnel présent dans de nombreux produits chimiques importants. Il contient un atome d'azote et deux atomes d'hydrogène. Lorsqu'une cétone est fonctionnalisée avec un groupe amino primaire au niveau du carbone alpha, il forme un composé appelé alpha-aminocétone primaire.
"C'est un bon précurseur, car il n'y a pas de fonctionnalisation supplémentaire, comme un groupe acyle, sur le NH2 et il peut ensuite être converti en ce que vous voulez, " dit Kurti, professeur agrégé de chimie. "Précédemment, c'était le problème :les gens y mettaient de l'azote avec des fonctionnalités supplémentaires, mais le traitement supplémentaire nécessaire pour obtenir un NH2 libre était compliqué."
Le chercheur postdoctoral Zhe Zhou a découvert la réaction lorsqu'il a mélangé un éther de silyle et une source d'azote dans un solvant commun, hexafluoroisopropanol, à température ambiante et a constaté qu'il imitait l'oxydation de Rubottom, une technique établie pour oxyder les éthers d'énol.
Le chercheur postdoctoral de l'Université Rice, Zhe Zhou, est l'auteur principal d'un article sur la découverte d'une méthode en une étape pour transformer l'éther de silyle énolique à base de silicium en alpha-aminocétones azotées, éléments de base précieux dans la conception chimique. Crédit :Jeff Fitlow/Université Rice
"L'oxygène est systématiquement mis en position alpha, " dit Kürti. " Mais l'azote, non. Nous sommes les premiers à montrer que cela est possible dans un grand nombre de substrats, et c'est simple. Il s'avère que le solvant lui-même catalyse la réaction."
Zhou et le co-auteur et chercheur postdoctoral Qing-Qing Cheng ont affiné la méthode et l'ont ensuite testée en fabriquant 19 aminocétones, comprenant trois précurseurs d'acides aminés synthétiques. "Ces acides aminés non naturels sont importants pour la conception de médicaments, " a déclaré Kürti. " Les processus enzymatiques dans les organismes vivants ne vont pas les attaquer, car ils ne rentrent pas dans les poches des enzymes."
« Avant d'avoir ce processus, il n'était pas impossible de faire ce genre de structures, " a déclaré Zhou. " C'était juste très compliqué et a pris de nombreuses étapes. Le but, généralement, est de les obtenir par la méthode la plus directe possible."
Les procédés de synthèse antérieurs du laboratoire Kürti ont éliminé le besoin de catalyseurs à base de métaux de transition dans la fabrication d'amines afin de simplifier l'approche d'essais et d'erreurs habituelle et souvent inefficace impliquée dans la fabrication de nouveaux composés chimiques comme les médicaments. Les catalyseurs à base de métal qui accélèrent l'amination - l'introduction de groupes amine dans une molécule organique - peuvent également contaminer le produit, le nouveau processus les évite donc également.
Une méthode en une étape par des chimistes organiques synthétiques de l'Université Rice permet d'ajouter des atomes d'azote aux composés précurseurs utilisés dans la conception et la fabrication de médicaments, pesticides, engrais et autres produits. Crédit :Jeff Fitlow/Université Rice
"Notre méthode d'amination promet de remplacer un processus commun en trois étapes pour fabriquer des alpha-aminocétones, et le rendement, de manière comparable, c'est très bien, " dit Zhou. " Dans le processus standard, chaque étape coupe le rendement, donc le procédé en une étape est toujours supérieur même si les rendements sont identiques, car cela prend moins de temps et il y a moins de risque que quelque chose se passe mal.
"La dernière chose que vous voulez, c'est d'avoir huit étapes depuis le début, puis de tout gâcher le neuvième parce que les conditions ne sont pas assez sélectives, " a-t-il dit. " Les étapes de coupe sont toujours bénéfiques en synthèse organique. "
Kürti était ravi de voir ses comptes sur les réseaux sociaux s'illuminer des félicitations de ses pairs et de ses connaissances industrielles lors de la publication de l'article.
« Il y a une nouvelle tendance à la fonctionnalisation à un stade avancé, où les entreprises disposant d'une bibliothèque existante de composés peuvent en prendre 100 et effectuer une étape supplémentaire pour fabriquer 100 nouveaux composés, " a-t-il dit. " Donc, du point de vue de la propriété intellectuelle, notre découverte est un grand cadeau pour l'industrie. C'est vraiment un petit bijou de trouvaille."
