Pour surmonter les problèmes de solubilité en chimie organique

Des scientifiques de l’Université d’Hokkaido ont développé un protocole rapide et efficace pour les réactions de couplage croisé, élargissant considérablement le pool de produits chimiques pouvant être utilisés pour la synthèse de composés organiques utiles.

et al. Journal of the American Chemical Society. 30 mars 2021). Les réactions chimiques sont un processus vital dans la synthèse de produits pour une diversité des buts. Pour la plupart, ces réactions sont effectuées en phase liquide, en dissolvant les réactifs dans un solvant. Cependant, il existe un nombre important de produits chimiques qui sont partiellement ou totalement insolubles et qui n’ont donc pas été utilisés pour la synthèse. Les matériaux de départ nécessaires à la synthèse de nombreux matériaux organiques de pointe, tels que les semi-conducteurs organiques et les matériaux luminescents, sont souvent peu solubles, ce qui pose des problèmes dans la synthèse à base de solutions. Par conséquent, le développement d’une approche synthétique indépendante des solvants pour surmonter ces problèmes de solubilité de longue date dans la synthèse organique est fortement souhaité pour synthétiser de nouvelles molécules organiques précieuses.Ces dernières années, des techniques de synthèse utilisant le broyage à boulets ont été utilisées pour réaliser sans solvant réactions en phase solide. Il a été proposé que l’utilisation du broyage à boulets permettrait de surmonter les problèmes de solubilité susmentionnés en chimie synthétique, mais une étude systématique à cette fin n’a jamais été réalisée.Une équipe de quatre scientifiques de l’Institut pour la conception et la découverte de réactions chimiques de l’Université d’Hokkaido ( WPI-ICReDD), dirigé par le professeur agrégé Koji Kubota et le professeur Hajime Ito, ont développé un protocole rapide, efficace et sans solvant pour la réaction de couplage croisé Suzuki-Miyaura des halogénures d’aryle insolubles. Le protocole a été publié dans le Journal of the American Chemical Society.Les halogénures d’aryle sont des matériaux de départ populaires pour la synthèse de molécules fonctionnelles organiques, principalement par la réaction de couplage croisé Suzuki-Miyaura catalysée au palladium – pour laquelle le professeur émérite Akira Suzuki de l’Université d’Hokkaido a partagé le prix Nobel de chimie 2010. Bien que les réactions de couplage croisé aient été utilisées pour la synthèse d’une large gamme de molécules intéressantes, les halogénures d’aryle insolubles ne sont pas des substrats appropriés car les réactions de couplage croisé de Suzuki-Miyaura ont été principalement effectuées en solution.

Les réactifs insolubles sont à peine réactifs en solution, mais peuvent réagir dans des systèmes sans solvant utilisant le broyage à boulets pour entraîner des réactions chimiques à l’état solide (Tamae Seo, et al.Journal of the American Chemical Society, 30 mars 2021). les scientifiques se sont concentrés sur le développement d’un couplage croisé Suzuki-Miyaura à l’état solide efficace d’un certain nombre d’halogénures d’aryle insolubles extrêmement non réactifs. L’équipement clé consistait en un broyeur à boulets, pour mélanger les réactifs; un pistolet thermique, pour augmenter la température à laquelle les réactions ont eu lieu; et l’utilisation d’un système catalytique composé d’acétate de palladium (le catalyseur), de SPhos (un ligand haute performance pour les réactions de couplage croisé Suzuki-Miyaura) et de 1,5-cyclooctadiène (dispersant et stabilisant).

et al «La technique de broyage à billes à haute température et notre système catalytique sont essentiels pour ces réactions de couplage croisé d’halogénures d’aryle insolubles, et le protocole que nous avons développé se développe la diversité des molécules organiques dérivées de matières premières insolubles », explique Koji Kubota.

Hajime Ito (à gauche), Tamae Seo (au centre) et Koji Kubota (à droite),: Koji Kubota).Article original : Tamae Seo, et al. S’attaquer aux problèmes de solubilité dans la synthèse organique : couplage croisé à l’état solide des halogénures d’aryle insolubles. Journal de l’American Chemical Society. 30 mars 2021 DOI : 10.1021 / jacs.1c00906 Financement: Ce travail a été soutenu par les subventions KAKENHI de la Société japonaise pour la promotion de la science (JSPS) (18H03907, 17H06370, 19K15547, 20H04795), l’Agence japonaise pour la science et la technologie (JST) via une subvention CREST (Core Research for Evolutional Science and Technology) (JPMJCR19R1), et l’Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (ICReDD), Hokkaido University, établi par la World Premier International Research Initiative (WPI), ministère de l’Éducation, de la Culture, Sports, Science et Technologie (MEXT), Japon. / Publication publique. Ce matériel provient de l’organisation d’origine et peut être de nature ponctuelle, édité pour plus de clarté, de style et de longueur. Voir en entier ici.