Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay

Synthèse de Molécules et Macromolécules Bioactives - SM2B

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Diversité moléculaire : Protections et réactions « one-pot »

 

Les oligosaccharides et glycoconjugués jouent un rôle essentiel dans un grand nombre de processus biologiques. Ces dérivés ont des structures complexes et leurs disponibilités sont souvent faibles. Ainsi, maîtriser et contrôler les transformations moléculaires permettant d’accéder rapidement et efficacement à ces biomolécules prend un intérêt tout particulier. Un des enjeux majeurs actuel de la glycochimie est donc la production d’unités monomériques dont les assemblages chimiques conduisent à ces molécules complexes. La synthèse de ces briques moléculaires nécessite en général plusieurs étapes coûteuses en énergie, en solvants et en temps. Afin de raccourcir ces synthèses, le développement de nouvelles méthodes pour la manipulation sélective de groupements hydroxyle semblables des unités monomériques est nécessaire.

Dans ce contexte, le laboratoire s’est tourné vers la recherche de nouveaux systèmes catalytiques et particulièrement vers la catalyse tandem, qui permet d’effectuer avec la même espèce catalytique plusieurs transformations en un seul pot. Nous avons ainsi récemment mis au point une méthode de protection régiosélective des fonctions alcool de sucres avec l'exemple du d-glucose. [1,2] Cette méthode est basée sur l’utilisation en quantité catalytique de sels acides de Lewis comme le triflate cuivrique [Cu(OTf)2] ou le chlorure ferrique hydraté (FeCl3.6H2O). Dans ces séquences l’acide de Lewis catalyse la formation d’un acétal sur les positions en C-4 et C-6 ainsi qu’une réaction d’éthérification réductrice régiosélective en C-3. Cette transformation permet ainsi aux composés obtenus de ne présenter qu’un groupement hydroxyle libre.

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Cette séquence de transformations peut aussi être complétée par une troisième réaction dans le même pot, toujours catalysée par l’acide de Lewis. En ajoutant un agent estérifiant, les dérivés protégés de façon orthogonale peuvent être obtenus sans difficulté. Terminer la séquence par l’ajout d’un réducteur est une autre solution qui conduit, par ouverture régiosélective des acétals, aux dérivés 3,4-dibenzylés. Cette dernière séquence permet finalement de faire une dibenzylation sélective des tétraols. Les briques monomériques ainsi synthétisées peuvent ensuite être assemblées via une réaction de glycosylation. Enfin, nous avons étendu avec succès notre protocole à un composé dimérique symétrique, le tréhalose.

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[1] Français, A.; Urban, D.; Beau, J.-M. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8662-8665.

[2] Bourdreux, Y.; Lemétais, A.; Urban, D.; Beau, J.-M. Chem. Commun. 2011, 47, 2146.