L’éthanol, candidat sérieux pour la fabrication de molécules bioactives
Des chercheurs de l’Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (ICMMO - CNRS/Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay) ont réussi à remplacer l’utilisation d’agents toxiques dans la synthèse d’amines tertiaires éthylées présents dans certaines applications, au profit de l’éthanol et d’un catalyseur à base fer, tous deux biocompatibles. Ces travaux ont fait l’objet d’une publication dans Angewandte Chemie et d’un dépôt de brevet, avec de nombreuses applications envisagées en chimie médicale, dans le domaine phytosanitaire et les matériaux.
L’éthanol bientôt utilisé pour la synthèse de molécules, les amines tertiaires éthylées, qui entrent dans la fabrication de molécules bioactives ou de pigments ? Pourquoi pas ? Traditionnellement, l’éthylation des amines nécessite l’utilisation d’agents d’alkylation toxiques (halogénures d’éthyle, diéthylsulfate ou acétaldéhyde) - pour en augmenter le nombre de carbones - ou de métaux nobles comme catalyseurs, qui ne répondent pas aux enjeux de la chimie durable.
Depuis une dizaine d’année, on connaissait certes la stratégie d’emprunt d’hydrogène pour alkyler des amines mais celle-ci ne permettait pas de synthétiser des amines tertiaires portant trois substrats différents (dissymétriques). En combinant cette technique à la chimie du fer, qui permet dans ce cas d’inverser la réactivité de molécules (Umpolung), une équipe de l’Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (ICMMO - CNRS/Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay) a réussi à réduire des imines en amines et à les alkyler, grâce à l’éthanol. Pour la première fois, des chercheurs ont ainsi mis au point un procédé de fabrication de ces amines tertiaires dissymétriques à partir de deux éléments biocompatibles : l’éthanol (utilisé comme réducteur et comme bloc de construction carboné) - qui peut être produit, dans le cas de l’éthanol cellulosique, à partir des sources de biomasse de seconde génération que sont les tiges, rafles et feuilles - et un simple complexe du fer stable à l’air (catalyseur).
La grande disponibilité des imines, ajoutée au fait que l’eau soit le seul sous-produit de cette transformation, ouvre de nouvelles perspectives en chimie organique durable. En particulier, pour la fabrication de molécules oncolytiques dans le traitement des cancers du sein, d’agents anti-hépatite C, d’agents de protection phytosanitaires ou de pigments.
Références
M. Vayer, S. P. Morcillo, J. Dupont, V. Gandon, C. Bour
Iron-Catalyzed Reductive Ethylation of Imines with Ethanol
Angewandte Chemie International Edition - Février 2018
DOI: 10.1002/anie.201800328