Synthèse énantiosélective des dérivés d’indole – Technoguide

L’indole et les structures qui en dérivent sont un composant de nombreuses substances naturelles, telles que l’acide aminé tryptophane. Une nouvelle réaction catalytique produit du cyclopenta[b]indoles – cadres constitués de trois anneaux qui sont joints sur les bords – de manière très sélective et avec la structure spatiale souhaitée. Comme le rapporte une équipe de recherche dans la revue Angewandte Chemie, les taux des différentes étapes de la réaction jouent un rôle critique.

Les dérivés d’indole sont largement distribués dans la nature; ils font partie de la sérotonine et de la mélatonine, ainsi que de nombreux alcaloïdes – dont certains sont utilisés comme médicaments, par exemple pour traiter la maladie de Parkinson. L’indole est un cycle aromatique à six chaînons fusionné à un cycle à cinq chaînons le long d’un bord. Le cycle à cinq chaînons a une double liaison et un atome d’azote. L’ossature indole de base peut être équipée d’une variété de groupes latéraux ou liée à des anneaux supplémentaires. L’indole et de nombreux dérivés d’indole peuvent être préparés par une réaction de synthèse d’indole développée par et nommée d’après Emil Fischer (condensation assistée par acide de cétones avec des phénylhydrazines).

La classe la plus importante de dérivés d’indole est le cyclopentane[b]indoles – molécules avec une charpente constituée d’une unité indole et d’un cycle à cinq chaînons supplémentaire. Ce cycle à cinq membres peut contenir un centre de carbone chiral, qui est un carbone de cycle qui a deux groupes latéraux supplémentaires, et il peut être agencé de deux manières qui sont des images en miroir l’une de l’autre. Un seul des deux énantiomères, ou images miroir, se trouve dans la nature. Cependant, la synthèse classique d’indole de Fischer produit un mélange des deux énantiomères.

Une équipe dirigée par Santanu Mukherjee et Garima Jindal à l’Indian Institute of Science, Bangalore (Inde) a maintenant développé une version catalytique de la synthèse d’indole Fischer qui produit principalement l’un des énantiomères (c’est-à-dire que la réaction est énantiosélective). Les produits de départ sont une classe de dicétones (cyclopentane-1,3-diones 2,2-disubstitués) et de dérivés de phénylhydrazine équipés de groupes protecteurs spéciaux. Le secret de leur succès est un catalyseur spécial: un acide phosphorique cyclique chiral. La réaction est effectuée en présence de chlorure de zinc comme co-catalyseur et d’une résine échangeuse de cations acide, qui capture l’ammoniac qui se forme comme sous-produit.

Le cœur du mécanisme de réaction est appelé une résolution cinétique dynamique. Au cours de la réaction, une hydrazone chirale est d’abord formée comme intermédiaire sous les deux formes énantiomères. Cette étape est réversible, de sorte que les deux hydrazones énantiomères peuvent s’interconvertir au cours de la réaction. La réaction des hydrazones pour fabriquer les dérivés d’indole est la réaction catalytique proprement dite. Cette réaction est beaucoup plus rapide pour l’un des énantiomères d’hydrazone par rapport à l’autre car une forme a une géométrie plus favorable lors de la liaison au catalyseur chiral. L’autre énantiomère d’hydrazone réagit très lentement et ne conduit qu’à une petite quantité du produit indole. Au lieu de cela, l’énantiomère de l’hydrazone à réaction lente se transforme en énantiomère de l’hydrazone à réaction rapide, provoquant le déplacement de l’équilibre vers le cyclopentane produit.[b]indole.

Cette méthode a permis à l’équipe de produire de nombreux dérivés d’indole différents avec des rendements modérés, mais avec une sélectivité énantiomérique bonne à excellente.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par Wiley. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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