Catalyseur

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 14251 (2023) Citer cet article

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Dans cet article, nous rapportons une approche écologique pour la sélénylation de liaisons C (sp2) – H d'imidazopyridines et d'autres N-hétéroarènes ainsi que d'arènes simples à température ambiante. Ce nouveau protocole consiste en la réaction entre les (N-hétéro)-arènes et le système réactif diorganyl-diséléniures et acide trichloroisocyanurique (TCCA)-éthanol. En un temps de réaction court, les produits sélénylés souhaités ont été obtenus de manière régiosélective avec de bons rendements, avec une tolérance pour une large gamme de groupes fonctionnels.

La construction de la liaison C – Se suscite un intérêt croissant en synthèse organique, car ces composés présentent des caractéristiques biologiques fascinantes1,2,3,4. À cet égard, les diorganyl-séléniures sont bien connus pour leurs diverses propriétés biologiques, principalement leurs activités antioxydantes, anti-inflammatoires, anti-Alzheimer et anticancéreuses5,6,7,8,9. Ces structures omniprésentes jouent un rôle fondamental dans la synthèse organique moderne et sont utilisées dans plusieurs réactions comme catalyseurs, ligands et intermédiaires synthétiques en synthèse totale, ainsi que dans les liquides ioniques10, 11. Elles sont également appliquées en science des matériaux12. Par conséquent, des études de recherche ont conduit à des découvertes importantes concernant la formation sélective de liaisons C-Se et dans ce contexte, les réactions de sélénylation directes constituent une approche notable2, 3, 10, 13,14,15,16,17.

De même, les N-hétéroarènes, par exemple l'imidazo[1,2-a]pyridine (IP), l'imidazo[2,1-b]thiazole et l'indole, sont des échafaudages privilégiés18,19,20, compte tenu de leurs applications pharmaceutiques, biologiques et scientifiques des matériaux18, 20,21,22. Ces motifs sont présents dans plusieurs médicaments disponibles dans le commerce (Fig. 1), soulignant l'importance de ces noyaux19,20,21. Ils sont donc considérés comme des structures d’intérêt en synthèse organique23,24,25,26,27,28.

Imidazo[1,2-a]pyridine (IP), indole et N-hétéroarènes sélénylés biologiquement pertinents.

Compte tenu des propriétés thérapeutiques des (N-hétéro)arènes et de la pertinence biologique des composés organoséléniés, l'hybridation moléculaire de ces structures pourrait conduire à des molécules aux propriétés biologiques prometteuses (Fig. 1)29,30,31. À cet égard, une nouvelle méthodologie de synthèse pour construire la liaison C – Se dans les (N-hétéro)arènes est devenue un point chaud de recherche2,3,4, 36,37,38,39,40,41,42,43.

Contrairement aux réactions de couplage croisé, la formation d'organoséléniures contenant du N-hétéroarène via la fonctionnalisation de la liaison C (sp2) − H fournit une voie simple de formation de liaison en une seule étape. Cette approche reste sous-explorée, bien que la fonctionnalisation directe C – H soit une alternative plus économique et plus écologique. Pour ce type de sélénylation directe de liaisons C (sp2) − H de (N-hétéro) arènes avec des diséléniures de diorganyle, il existe deux voies possibles : (a) les espèces nucléophiles des arènes, générées in situ 44, 45 et (b) les espèces électrophiles de les diséléniures, générés in situ 46, 47. En termes de praticité, la première voie est limitée en raison de la portée étroite du substrat, tandis que le développement d'une nouvelle méthode impliquant l'activation des diséléniures par la voie ultérieure est hautement souhaitable.

Bien qu'elles offrent de bonnes caractéristiques, certaines des méthodes utilisées précédemment sont associées à des limitations en termes d'applicabilité/durabilité, par exemple, partenaires de couplage pré-fonctionnalisés, solvants non verts, excès de source d'organosélénium, portée limitée du substrat, temps de réaction long et haute température, faible économie d'atomes, catalyseur de métal de transition, réactifs malodorants et processus en plusieurs étapes.

D’autre part, l’acide trichloroisocyanurique (TCCA), un agent de chloration vert48, est un réactif stable et peu coûteux, que l’on retrouve couramment dans les produits commerciaux de désinfection des piscines49. En raison de sa teneur en chlore hautement électrophile et de sa facilité de manipulation, il est utilisé comme source de chlore efficace dans plusieurs réactions de chloration de composés organiques ainsi que dans des réactions d'oxydation50.