Des scientifiques japonais ont, pour la première fois, développé un moyen efficace de fabriquer des molécules organiques qui étaient jusqu'à présent difficiles à synthétiser en raison de leur structure volumineuse globale et de leur instabilité générale.

En concevant une séquence soigneusement planifiée d'étapes de synthèse, les chercheurs ont réussi à créer efficacement des molécules complexes qui ont plusieurs propriétés pratiques. Les applications potentielles incluent des composés d'outils pour l'étude biomédicale et pour servir d'échafaudages pour la conception d'agents thérapeutiques avec de nouvelles formes pour les conceptions de matériaux, spécifiquement dans la création de colorants et de matériaux électroniquement actifs

Les résultats de la recherche ont été publiés dans Lettres organiques en mars 2019.

Concevoir des molécules organiques complexes pouvant être utilisées dans un large éventail d'applications n'est pas toujours simple. Souvent, ces molécules sont complexes, ce qui signifie qu'ils sont une combinaison de plusieurs structures cycliques qui sont toutes attachées à un atome. Bien que belle, leur synthèse est difficile pour plusieurs raisons. Leur encombrement les rend énergétiquement défavorables - ou instables - ce qui signifie qu'ils sont difficiles à synthétiser.

D'autre part, s'ils sont finalement synthétisés, il n'y a pas assez de composé pour être utile pour une application ultérieure. Un exemple de ces molécules complexes sont celles qui impliquent plusieurs structures cycliques qui sont attachées à des atomes de carbone-hydrogène en leur sein. Les procédés antérieurs reposaient non seulement sur plusieurs étapes de réaction mais ont abouti à un très faible rendement en composé.

Maintenant, Keiji Mori, Doctorat., Professeur agrégé au Département de chimie appliquée, Ecole Supérieure d'Ingénieurs, Université d'agriculture et de technologie de Tokyo, Le Japon et son équipe ont mis au point une méthode simple qui surmonte les lacunes des séquences de synthèse précédentes.

Les chercheurs se sont concentrés sur la liaison carbone-hydrogène dans leur étape de départ et ont procédé à une série d'éditions de liaisons impliquant des transformations séquentielles de la molécule. Après avoir atteint les conformations cycliques souhaitées, les scientifiques ont introduit quelques groupes carbone-hydrogène supplémentaires pour obtenir une molécule ultime avec la conformation énergétiquement préférée. "Il est important de noter que même l'idée la plus simple peut conduire à une méthode synthétique importante. Dans ce sens, des différences subtiles dans le substrat peuvent considérablement modifier le mécanisme de réaction, " ajoute Mori.

Les chercheurs espèrent que cette nouvelle synthèse donnera accès à une multitude de molécules utiles à l'avenir. « La synthèse de composés dont la structure moléculaire est composée de plusieurs types de structures circulaires a été difficile à réaliser par des méthodes conventionnelles. En tant que tel, l'objectif final du projet est la synthèse de divers composés spiro (ou de forme torsadée) qui ont une variété d'atomes différents, " ajoute Mori. Ces nouvelles molécules pourraient grandement améliorer à la fois les sciences médicales et les sciences des matériaux.

Ce travail a été partiellement financé par une subvention pour la recherche scientifique de la Société japonaise pour la promotion de la science, et par des subventions de la Uehara Memorial Foundation et de la Naito Foundation.