Les esters aromatiques sont des produits chimiques qui contiennent un cycle aromatique composé de groupes fonctionnels appelés esters. Ces composés organiques sont largement utilisés comme matière première chimique dans des industries telles que l'alimentation et les boissons, médicaments, et cosmétiques. Ainsi, trouver des réactions efficaces pour leur synthèse est un domaine de recherche important en chimie organique.

Dans l'industrie pétrolière, les chimistes utilisent une réaction unique appelée isomérisation aromatique pour la synthèse de composés aromatiques, dans lequel le groupe fonctionnel (principalement hydrocarbure) sur l'atome de carbone dans le matériau de départ migre vers un autre atome de carbone sur le cycle aromatique. Mais, cette réaction nécessite des conditions difficiles, Et ainsi, il existe des doutes considérables quant à sa durabilité.

Pour surmonter cette limite, chercheurs de l'université Waseda, Japon, dirigé par le professeur Junichiro Yamaguchi, tenté de produire des esters aromatiques de qualité fine en utilisant des réactions plus douces, dans une étude publiée dans Avancées scientifiques . Les scientifiques se sont inspirés d'une autre réaction, appelée réaction de danse halogène, dans lequel un substituant halogène est transloqué vers un autre atome de carbone sur le cycle aromatique et est souvent utilisé dans la synthèse totale de produits naturels complexes. Ils voulaient savoir si une réaction similaire pouvait également être développée pour les esters.

Mais, ce n'était pas une mince affaire, car il n'est pas facile de faire changer la position du groupe ester d'un carbone cyclique à un autre dans des conditions douces. Heureusement, les expériences précédentes des chercheurs avec des réactions de transformation d'ester avaient révélé que cela était possible, bien que cette réaction n'ait pas encore été optimisée. Yamaguchi dit, "Au cours de nos récents efforts dans le développement de transformations décarbonylatives d'esters aromatiques, nous avons découvert de manière inattendue un composé aromatique avec un ester transloqué d'un carbone à un autre carbone. Après avoir optimisé les conditions, nous avons pu développer une nouvelle réaction, que nous avons découvert par hasard."

L'astuce pour développer cette nouvelle réaction était un catalyseur au palladium composé d'un ligand diphosphine facile à manipuler appelé dcypt, développé par les scientifiques. Lorsque les scientifiques ont testé ce nouveau catalyseur, ils ont été surpris par la réaction, ce qui a permis au groupe ester d'être transféré avec succès sur le cycle aromatique, une découverte sans précédent. Les chercheurs ont nommé le processus « réaction de danse ester, " en raison de la capacité des groupes esters à " danser " autour du cycle aromatique. Discuter de leur réalisation, Yamaguchi dit, "Dans l'une de nos expériences impliquant des transformations d'esters aromatiques, nous avons découvert que notre catalyseur « fait maison » peut permettre une réaction de conversion difficile. C'était une nouvelle découverte passionnante.''

Les chercheurs ont ensuite optimisé les conditions de cette réaction, dans le but de le rendre le plus efficace possible. En premier, le produit a été obtenu avec un faible rendement. Mais les chercheurs n'ont pas abandonné. Leurs expériences ont trouvé des concentrations appropriées d'un sel de palladium, dypte, et un réactif chimique appelé carbonate de potassium dans des conditions optimales, qui a abouti à un rendement de produit aussi élevé que 85%. Ils ont également constaté que ces trois réactifs étaient essentiels pour que la réaction se produise.

Avec ces conditions de réaction optimisées, les scientifiques ont exploré cette nouvelle réaction de danse des esters dans d'autres substances aromatiques, tels que les benzoates de phényle, hétéroarènes, et autres aromates. Ils ont découvert que la combinaison de cette réaction avec d'autres réactions de transformation d'esters, comme l'arylation, amusement, et éthérification, produit des composés avec un éventail de modèles de substitution différents. De façon intéressante, certains dérivés des produits étaient beaucoup plus coûteux que la matière première, ce qui signifie qu'il s'agissait d'un processus global rentable. Par ailleurs, ils ont obtenu avec succès un 1, 3- produit de translocation pour démontrer une combinaison de la danse double ester et de la décarbonylation.

Avec le nouveau catalyseur développé par les chercheurs et la réaction catalytique optimisée, synthétiser durablement des composés aromatiques peut désormais devenir plus facile. Yamaguchi conclut, "Nous pensons que notre approche non conventionnelle mais prévisible consistant à utiliser la" réaction de danse des esters " aidera le chimiste organique à synthétiser des composés aromatiques qui sont généralement difficiles et coûteux à créer. "