Plusieurs médicaments, y compris ceux pour la dépression, schizophrénie, et le paludisme, n'existerait pas sans un type de composé chimique organique appelé composés alicycliques. Ces composés sont des structures 3-D formées lorsque trois atomes de carbone ou plus se joignent dans un cycle via des liaisons covalentes, mais l'anneau n'est pas aromatique.

Les composés aromatiques (ou arènes) sont une autre classe de composés organiques qui sont des structures 2-D avec des propriétés réactives distinctes de celles des composés alicycliques. Un exemple bien connu est le benzène, le cycle à six carbones comprenant des liaisons simples et doubles alternées entre les atomes de carbone.

En désaromatisant les arènes, on peut obtenir des composés alicycliques. En réalité, cette désaromatisation est l'un des moyens les plus puissants d'obtenir des composés alicycliques. Mais certaines des arènes les plus abondamment disponibles, comme le benzène et le naphtalène, sont très stables, et les briser pour construire des composés alicycliques a été un défi. Avec les méthodes existantes, souvent de grandes quantités de réactifs donnent très peu de produit.

« La conversion hautement efficace d'arènes facilement disponibles dans le commerce en composés alicycliques à haute valeur ajoutée pourrait accélérer la recherche sur la découverte de médicaments à pas de géant, " disent le professeur adjoint Kei Muto et le professeur Junichiro Yamaguchi de l'Université de Waseda, Japon, qui a mené la découverte d'une nouvelle méthode efficace. Leur étude est publiée dans le Royal Society of Chemistry's Sciences chimiques .

Dans la nouvelle méthode, les bromoarènes réagissent avec deux autres classes de composés organiques, composés diazo et malonates, en présence d'un catalyseur au palladium (composé permettant une réaction chimique), dans des conditions optimales de concentration, Température, et le temps (déterminé expérimentalement dans l'étude). Ensuite, de bonnes quantités des composés alicycliques correspondants sont produites.

"Ce qui est vraiment spécial à propos de cette méthode, c'est qu'une gamme de bromoarènes, y compris les benzénoïdes, azines, et hétéroles, peuvent être convertis en leurs homologues alicycliques, " dit Muto. Il parle aussi des parties clés d'une molécule alicyclique qui lui confèrent complexité et utilité - les groupes fonctionnels attachés aux carbones cycliques. Il dit, "Les composés obtenus ont des groupes fonctionnels en deux points de la chaîne cyclique, et ceux-ci peuvent être facilement diversifiés grâce à d'autres réactions pour produire une variété de molécules 3-D hautement fonctionnalisées."

L'utilisation de malonates comme réactif est ce qui permet cette multi-fonctionnalisation, en distinguant cette nouvelle méthode des méthodes existantes, qui sont souvent très spécifiques en termes de produits possibles. Parce que les malonates sont connus pour réagir principalement avec les complexes palladium-benzyle, l'utilisation d'un catalyseur à base de palladium est devenue la clé du succès de cette méthode. Le catalyseur au palladium a conduit à la formation d'un intermédiaire benzyl-palladium qui pourrait alors réagir avec les malonates, produire les produits alicycliques multifonctionnels finaux.

Ainsi, la conception d'un procédé de catalyse approprié était essentielle au développement de la technique de transformation aromatique en alicyclique. "Prochain, nous aimerions concevoir de nouveaux catalyseurs pour généraliser cette réaction; C'est, compatible avec une gamme plus large d'arènes, " dit Yamaguchi.

Avec leurs plans futurs en place, Muto et Yamaguchi sont convaincus du bien que le travail de leur équipe peut faire dans le monde :« Nous pensons que cette réaction organique aidera enfin la recherche en matière de découverte de médicaments à « échapper à la plaine » des composés aromatiques plus simples et 2-D, pour ainsi dire, faisant ainsi progresser la chimie médicinale de manière significative. »