Parmi les structures les as well as courantes pertinentes pour la fonction des molécules biologiquement actives, les produits naturels et les médicaments sont les diamines dites vicinales – en particulier, les diamines construites de manière asymétrique. Les diamines vicinales contiennent deux groupes atomiques fonctionnels responsables des propriétés de la substance, chacun avec un atome d’azote lié à deux atomes de carbone voisins. Une équipe dirigée par le professeur Frank Glorius de l’Institut de chimie organique de l’Université de Münster (Allemagne) vient de présenter une nouvelle méthode directe de generation de diamines vicinales dans la revue Mother nature Catalysis.
Contrairement à d’autres procédés moins appropriés, le procédé ne nécessite pas l’utilisation de métaux de changeover et de réactifs à base d’iode comme catalyseurs. Au lieu de cela, les chercheurs utilisent l’énergie lumineuse pour produire les diamines souhaitées à partir de divers hydrocarbures aromatiques riches en électrons (arènes et hétéroarènes). “De cette façon, nous obtenons une série de diamines vicinales qui étaient auparavant difficiles à produire. Ce faisant, nous pouvons contrôler précisément les sites où se trouvent les groupes fonctionnels”, explique le premier auteur, le Dr Guangying Tan.
À cette fin, les chimistes ont développé une classe de précurseurs de radicaux azotés spéciaux qui génèrent simultanément deux radicaux centrés sur l’azote avec des réactivités différentes via un processus de transfert d’énergie. En ajoutant “régiosélectivement” deux de ces radicaux par étapes via des doubles liaisons carbone-carbone, les scientifiques produisent les diamines vicinales construites de manière asymétrique. “Régiosélectif” signifie que la réaction se produit à des websites définis sur les molécules. Les groupes fonctionnels (groupes amino) peuvent ensuite être encore modifiés. Le fait que les diamines ainsi synthétisées ne soient pas symétriques, contrairement à une construction symétrique, ouvre une bien furthermore grande variété de groupements fonctionnels à considérer.
“Les molécules de la vie sont constituées en grande partie de chaînes et d’anneaux carbonés de taille et de complexité variables. La décoration de ces chaînes” simples “avec d’autres éléments est cruciale pour les propriétés résultantes de ces composés”, explique Frank Glorius. Un rôle clé est joué par les éléments oxygène et azote. Les chimistes appellent ces éléments non carbonés des hétéroatomes. “Les méthodes d’introduction efficace et contrôlée de ces hétéroatomes dans des constructions biologiquement actives produites artificiellement sont donc d’une grande importance”, souligne Frank Glorius. “Cela s’applique également aux diamines vicinales sur lesquelles nous nous concentrons.”
Les chimistes effectuent la réaction de diamination sous irradiation avec des diodes électroluminescentes bleues (LED) et en utilisant une thioxanthone peu coûteuse et disponible dans le commerce comme photosensibilisateur organique.