La réaction régiosélective d’insertion d’azote est le dernier ajout à la boîte à outils d’édition squelettique

Les chercheurs ont développé une technique hautement sélective pour synthétiser des hétérocycles contenant de l’azote en insérant des atomes d’azote dans des arénols. La technique s’ajoute au domaine croissant de l’édition squelettique et présente l’avantage d’être à la fois sélective et un processus unique.

Alors que la plupart des techniques de synthèse organique impliquent de modifier des atomes ou des groupes à la périphérie d’une molécule, l’édition squelettique permet aux chercheurs de modifier le noyau sous-jacent d’une molécule. En effectuant ces modifications directement, les chimistes peuvent accéder à de nouveaux hétérocycles et développer des moyens moins coûteux et plus efficaces de synthétiser des composés pharmaceutiquement importants. Sudipta Raha Roy, chimiste organique à l’Institut indien de technologie de Delhi qui n’a pas participé à la recherche, déclare que même si l’édition squelettique en est encore à ses balbutiements, elle évolue à un rythme rapide.

L’édition squelettique implique généralement l’insertion, la suppression ou l’échange d’un atome de carbone, d’oxygène ou d’azote. Parmi ceux-ci, l’insertion d’azote dans un cycle aromatique est particulièrement difficile car il est difficile de briser l’aromaticité et l’énergie de dissociation élevée d’une liaison carbone-carbone aromatique. Hao Wei et ses collègues de l’Université du Nord-Ouest, en Chine, ont surmonté ce problème en utilisant des arénols comme substrats. Cela leur a également permis de contrôler où ils inséraient l’azote. «Le contrôle régiosélectif a toujours été difficile. L’utilisation de substrats phénoliques constitue également un moyen de résoudre le problème de régiosélectivité», explique Wei.

Vignesh Palani, chimiste organique synthétique à l’Institut indien des sciences de Bangalore, affirme qu’un autre point fort de ce travail est que l’azote peut être inséré en une seule étape. Alors qu’auparavant un groupe contenant de l’azote, en l’occurrence un azoture, devait être préinstallé sur le composé, « ils font tout dans une réaction en un seul pot ». Un autre avantage, souligne Palani, est que certaines insertions d’azote antérieures nécessitaient une photolyse, alors que cette réaction ne le fait pas, elle peut donc être plus facile à mettre à l’échelle.

Alors, la technique a-t-elle des limites ? Hao n’en identifie qu’un seul ; il a besoin d’un groupe attracteur d’électrons ou d’un groupe aromatique en position ortho. « Nous avons passé près d’un an à essayer de résoudre ce problème, mais il n’y a aucun progrès à ce stade. »

Hao envisage que la technique de son équipe soit utilisée non seulement pour synthétiser de nouveaux composés organiques, mais également pour la synthèse et l’optimisation de nouveaux matériaux organiques. En plus d’élargir la portée des substrats aromatiques, Hao espère adapter la réaction au-delà des atomes d’azote « pour inclure l’insertion de bore, de silicium, de phosphore et d’autres atomes ».