Des chimistes de l'Université nationale de Singapour ont développé une méthode photo-induite pour la fonctionnalisation à un stade avancé des liaisons carbone-hydrogène (C-H) dans les molécules organiques.

Le remplacement de H dans les liaisons C-H par d'autres atomes ou substituants est l'un des moyens les plus convoités pour créer de nouvelles molécules utiles. Alors que la liaison C-H peut être trouvée dans presque toutes les molécules organiques, il est typiquement inactif et donc difficile à fonctionnaliser. La transformation directe des liaisons C-H en groupes fonctionnels alcènes polyvalents représente une approche économique pour la synthèse d'oléfines et l'édition moléculaire. Dans la découverte et le développement de médicaments, la fonctionnalisation C-H à un stade avancé offre un moyen efficace de faciliter la préparation d'analogues structuraux de cibles avec des relations structure-activité améliorées ou d'autres propriétés physico-chimiques souhaitées sans approches de novo.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Wu Jie du département de chimie, NOUS, a développé un procédé photocatalytique pour l'alcénylation directe des liaisons C-H dans les alcanes et les aldéhydes. Au cours des dernières décennies, les alcénylations catalysées par des métaux de transition d'arènes et d'hétéroarènes ont été largement étudiées. Cependant, les transformations analogues des alcanes et des aldéhydes restent difficiles. Les procédés existants souffrent généralement de l'utilisation de métal noble, quantités stoechiométriques d'oxydants et grand excès de substrats C-H. Pour résoudre ces problèmes, le groupe de recherche a utilisé une combinaison de deux types de méthodes catalytiques, la catalyse directe par transfert d'atomes d'hydrogène (avec un anion décatungstate, [W dix O 32 ] ⁴⁻ ) et la catalyse au cobaloxime, pour l'activation directe et l'alcénylation d'alcanes et d'aldéhydes. Lorsque ces deux catalyseurs agissent en synergie en présence de lumière, une gamme variée de matières premières bon marché peut être facilement transformée en oléfines précieuses. D'autres avantages de cette stratégie incluent une large gamme de substrats, sélectivité élevée du site C-H, excellente sélectivité trans des produits alcènes, et l'utilisation du substrat C-H comme réactif limitant. De plus, cette stratégie peut être appliquée à la fonctionnalisation sélective à un stade avancé de produits naturels et de molécules pharmaceutiques importantes.

Le professeur Wu a dit, "La fonctionnalisation à un stade avancé sélective de site des liaisons C-H dans des molécules complexes développées à partir de nos études est une classe de réactions très utile. Cette méthode pourrait potentiellement trouver une large application dans la synthèse d'oléfines, modification structurelle des produits pharmaceutiques et synthèse de produits naturels."

L'équipe de recherche prévoit de développer des procédés catalytiques plus avancés pour la fonctionnalisation à un stade avancé des liaisons carbone-hydrogène.