À l'avenir, il peut être possible de produire des molécules bioactives et des produits pharmaceutiques sans revenir à l'utilisation d'enzymes ou de métaux comme catalyseurs externes. Les chimistes de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ont développé une procédure au cours de laquelle un organoautocatalyste organique formé in situ permet une synthèse chimique extrêmement efficace des composés amine cycliques bioactifs dans des conditions douces. Les résultats sont publiés dans la revue Édition internationale d'Angewandte Chemie.
La synthèse des amines cycliques – molécules en forme de bougie basées sur l'azote et le carbone – gagne de plus en plus de signification en médecine et en biochimie. La dihydropyridine est particulièrement intéressante, un anneau à six chaînons avec cinq atomes de carbone et un atome d'azote. Des composés de dihydropyridine sont utilisés, par exemple, pour abaisser la pression artérielle, et en raison de leur fluorescence réglable sont également considérées comme une utilisation comme matériaux photoélectroniques.
« Un certain nombre de molécules différentes peuvent se lier à l'atome d'azote. Cette variation des substituants permet aux chercheurs d'adopter une approche ciblée pour moduler les propriétés biologiques des dihydropyridines », explique le professeur Svetlana Tsogoeva, chef du groupe de travail du Département de chimie et de la pharmacie à Fau.
Jusqu'à présent, la synthèse s'est révélée compliquée, coûteuse et souvent toxique
Les réactions de transamination, en d'autres termes, la variation ciblée du substituant sur l'atome d'azote dans les amines cycliques et acycliques, posent un grand défi pour la chimie synthétique. « À l'heure actuelle, des catalyseurs d'enzymes complexes ou des métaux coûteux et souvent toxiques sont nécessaires, et les réactions se produisent généralement dans des conditions extrêmes », explique Tsogoeva. Cela rend non seulement la synthèse difficile et le coût, mais il conduit également à des déchets toxiques, ce qui est particulièrement problématique en ce qui concerne la production de médicaments.
Le groupe Tsogoeva a maintenant proposé une procédure qui s'abstient complètement d'utiliser des catalyseurs externes et est pourtant toujours très efficace. Les chercheurs utilisent du sel de pyrrolidinium, un sel d'ammonium formé pendant le processus de synthèse et accélère la réaction, en tant qu'organoautocatalyste. Le résultat impressionnant: la réaction de l'autocatalyste a lieu dans un processus de type domino singulier à température ambiante et fournit un rendement allant jusqu'à 95%.
Tsogoeva déclare: « Cette procédure va au-delà de l'imitation de la nature et ouvre de nouvelles possibilités dans la chimie des composés en azote en carbone. »
Le nouveau système organoautocatalyste établit une stratégie efficace et durable pour accéder facilement aux molécules bioactives complexes et aux composés pharmaceutiques contenant de l'azote. L'étude contribue non seulement à acquérir une compréhension de base de la substitution de différents groupes de molécules dans les composés en azote en carbone. Il ouvre également des possibilités fascinantes pour développer des méthodes de synthèse verte de la prochaine génération sans utiliser enzymes, métaux ou réactifs agressifs.
