Les forces fondamentales intégrées de la liaison ionique métallique, liaison hydrogène, liaison halogène, et l'empilement π-π joue un quatuor sur la seule sphère de réaction du catalyseur di-Zn. Crédit :Takayoshi Arai
Des chercheurs japonais sont parvenus à une iodoestérification catalytique asymétrique à partir de substrats alcènes simples et d'acides carboxyliques. Publié dans Angewandte Chemie Édition Internationale le 27 avril, cette nouvelle recherche, a été accompli en contrôlant avec précision plusieurs interactions dans une seule réaction catalytique. Cette réaction de synthèse devrait contribuer à la simplification des processus industriels et à une plus grande efficacité dans la production de médicaments optiquement actifs.
Les réactions catalytiques sont très importantes pour le processus de fabrication de produits chimiques et pharmaceutiques tels que les esters et les composés halogénés, indispensables à la vie de tous les jours. En particulier, lorsque le composé cible a un centre chiral, il est nécessaire d'obtenir sélectivement le bon isomère optique, et une conception précise du catalyseur est essentielle au développement d'un catalyseur asymétrique qui permet d'atteindre cet objectif. Les recherches rapportées dans l'article ci-dessus réussissent efficacement à obtenir un ester optiquement actif incorporant de l'iode, et devrait offrir une grande valeur et un potentiel énorme à l'industrie.
« Parmi les halogènes, l'iode est essentiel pour développer et améliorer les fonctions des médicaments, agrochimiques, et matériaux, " dit le professeur Takayoshi Arai de l'Université de Chiba. " En même temps, le développement d'une technologie catalytique permettant de produire des produits iodés à haute valeur ajoutée est très important à Chiba, qui est l'un des premiers sites de production d'iode au monde."
Pendant de nombreuses années, Le professeur Arai a réussi à développer des catalyseurs asymétriques qui utilisent les propriétés de divers complexes métalliques, et en même temps a utilisé une liaison halogène comme conception de catalyseur, devrait être capable d'activer sélectivement des fonctionnalités douces avec une directionnalité claire. Le professeur Arai et son équipe ont fait des recherches sur la conception de catalyseurs, et avec ces dernières recherches, en plus de la conception originale du catalyseur, ils ont réussi à réaliser une réaction synthétique jusque-là inaccessible en collaborant avec une équipe de recherche en calcul théorique.
Iodoestérification asymétrique catalytique d'alcènes simples à l'aide d'un catalyseur di-Zn. Crédit :Takayoshi Arai
Iodolactonisation asymétrique, pour lesquels des études de cas ont été rapportées, peut être facilement atteint car il implique une réaction intramoléculaire, mais il nécessite une synthèse de substrat et ne peut être utilisé qu'à des fins particulières. Par contre, la réaction d'iodoestérification est intéressante sur le plan industriel car elle combine deux molécules différentes peu coûteuses et facilement disponibles en une seule réaction. Cependant, dans la réaction d'iodoestérification, l'activation de haut niveau et la reconnaissance précise de la structure moléculaire tridimensionnelle doivent être compatibles dans la réaction intermoléculaire. La réaction d'iodoestérification asymétrique n'a pas pu être réalisée jusqu'à présent en raison de la complexité de la réaction.
Cette fois, cependant, l'équipe de recherche a développé une nouvelle stratégie, et ils y sont parvenus combinés à des calculs théoriques en plus d'appliquer la technologie et le savoir-faire des catalyseurs stéréosélectifs révélés dans des recherches antérieures. Par ailleurs, ils ont découvert que quatre types de liaisons chimiques, à savoir le carboxylate de métal, liaison halogène, liaison hydrogène, et empilement π-π, collaborer à l'iodoestérification asymétrique catalytique en coordonnant la formation d'un catalyseur.
« Dans cette recherche, nous avons finalement réussi à accomplir la réaction catalytique asymétrique d'iodoestérification pour la première fois au monde en coordonnant quatre forces différentes, un peu comme jouer un quatuor sur un catalyseur, " rapporte le professeur Arai. " Nous espérons que cette nouvelle réaction pratique contribuera de manière significative à la création de composés d'iode optiquement actifs et hautement fonctionnels et à l'application industrielle de ces composés. "
