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Brevets et licences

La chimie organique se met au vert

Des scientifiques ont développé un système catalytique quasi universel permettant la formation d'une liaison carbone-azote en milieu aqueux micellaire, une réaction très utilisée par l'industrie pharmaceutique. Cette méthode évite l'utilisation de solvants organiques polluants.

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Le renouveau de notre appareil industriel est un enjeu majeur de notre société. L’impact environnemental de l’industrie chimique,notamment, est au cœur de cette refonte du modèle industriel. En effet, la synthèse de produits chimiques implique l’utilisation massive de solvants organiques polluants qu’il faut ensuite retraiter, entraînant un coût financier et écologique important. Adapter nos stratégies de synthèse organique à un milieu aqueux constitue donc une alternative industrielle de choix, plus respectueux de l’environnement et peu coûteux.

Le principal challenge de la chimie en milieu aqueux réside dans la faible solubilité des réactifs. Néanmoins, l’utilisation de "surfactants" issus de produits naturels permet d’obtenir la formation de micelles, sortes de « bulles de savon » qui agissent comme autant de nanoréacteurs au sein desquels la réaction chimique s’effectue. En effet, ces surfactants sont constitués de chaînes grasses, et de ce fait, solubilisent les réactifs organiques et les isolent du milieu aqueux.

C’est dans ce cadre que s’inscrivent les travaux1 de l’équipe du Laboratoire d’innovation thérapeutique (CNRS/Université de Strasbourg) qui a développé une méthodologie quasi-universelle permettant la formation d’une liaison carbone-azote via la mise au point d’une réaction de Buchwald-Hartwig en milieu aqueux micellaire. Cette réaction est très utilisée par l’industrie pharmaceutique, notamment, pour la fabrication de médicaments tels que le Glivec®,  un anticancéreux développé par Novartis. Elle est généralement effectuée avec des solvants organiques anhydres tels que le toluène, sous atmosphère inerte et à haute température. Les travaux de cette équipe ont permis d’identifier un système catalytique permettant d’effectuer cette réaction de Buchwald-Hartwig en milieu aqueux micellaire à plus faible température et sous atmosphère standard. Ce système catalytique s’est révélé quasi-universel dans le sens où plusieurs types de molécules azotées (toutes les classes d’amines (primaires et secondaires), mais également les fonctions benzamides, carbamates et urées) peuvent être couplées de manière très efficace sur des halogénures d’aryles. Après extraction du produit attendu, le milieu aqueux micellaire peut être directement réutilisé en synthèse, et ceci à plusieurs reprises. Cette possibilité de recyclage est très importante. Afin de valider concrètement cette approche, un composé bioactif a été synthétisé en milieu aqueux micellaire selon cette méthodologie. L’impact écologique (facteur E : masse déchets/masse produit souhaité) a été amélioré d'un facteur 14 par rapport au procédé en milieu organique. Si beaucoup d’efforts de recherche seront encore nécessaires pour intégrer cette technologie au niveau industriel, cette démarche est indéniablement symbolique d'un renouveau pour l’industrie chimique, tant sur le plan économique et écologique que pour son image au sein de la société.

1 P. Wagner, M. Bollenbach, C. Doebelin, F. Bihel, J.-J. Bourguignon, C. Salome and M. Schmitt, t-BuXPhos: a highly efficient ligand for Buchwald-Hartwig coupling in water, Green Chem 16 (2014) 4170-4178.

Contacts :
Frédéric Bihel / Laboratoire d’innovation thérapeutique / fbihel@unistra.fr
Martine Schmitt / Laboratoire d’innovation thérapeutique / mschmitt@unistra.fr