Un catalyseur polyvalent pour la synthèse de composés organiques

L'un des objectifs importants de la chimie verte est l'utilisation de solvants et de catalyseurs écologiques pour effectuer des réactions chimiques. Les catalyseurs tels que les organocatalyseurs, les enzymes et les liquides ioniques ont montré des résultats très assurants en synthèse en réduisant le nombre d'effets dangereux des réactions chimiques. Parmi ces catalyseurs, les activités de l'acide ascorbique sont prometteuses en raison de ses capacités extraordinaires.

L'acide ascorbique (vitamine C ou ascorbate) est la vitamine la plus connue que l'on trouve dans différents types d'aliments, le plus souvent dans les fruits. Depuis de nombreuses années, l'acide ascorbique est utilisé comme constituant de divers médicaments dermatologiques et cosmétiques.

Cependant, en raison du manque d'une enzyme appelée gulonolactone oxydase, les humains et les singes ne peuvent pas synthétiser l'acide ascorbique. L'acide ascorbique a été isolé pour la première fois en 1928 par le biochimiste hongrois Albert Szent-Györgyi et il l'a nommé acide hexuronique. En 1932, Haworth et King ont établi indépendamment la structure moléculaire de l'acide hexuronique et l'ont rebaptisé acide ascorbique.

L'acide ascorbique est un antioxydant. Son potentiel d'oxydoréduction et la stabilité de ses produits d'oxydation contribuent à l'application de l'acide ascorbique comme antioxydant.

En outre, en tant qu'agent réducteur hydrosoluble et antioxydant donneur, l'acide ascorbique peut subir trois types consécutifs ou actifs: ascorbate (forme réduite), acide déhydroascorbique (forme oxydée) et radical ascorbate (forme oxydée intermédiaire).

Les réactions bidirectionnelles entre ces trois formes se produisent très simplement en raison du faible potentiel de transfert d'un électron. En conséquence, l'acide ascorbique a été accepté comme une sous-couche chimiquement instable. On observe que l'acide ascorbique subit rapidement une auto-oxydation dépendante du pH et produit du peroxyde d'hydrogène.

En présence de métaux catalytiques, cette oxydation est accélérée. La combinaison de métal et d'acide ascorbique est un système oxydant très efficace. Ce système est principalement utilisé pour l'hydroxylation d'alcènes, d'aromatiques et d'autres réactions d'oxydation. Par ailleurs, en présence d'ions métalliques catalytiques, l'acide ascorbique peut exercer des effets pro-oxydants. L'acide ascorbique sert de cofacteur réducteur pour de nombreuses enzymes.

En synthèse organique, l'acide ascorbique peut être utilisé comme réactif dans la préparation de synthons chiraux et également comme catalyseur pour accélérer la réaction.

Plusieurs réactions importantes sont effectuées avec l'acide ascorbique: il s'agit notamment de l'oxydation des amines en composés carbonylés, du couplage croisé des disulfures avec des iodures d'aryle, de l'ATRA des composés polyhalogénés en alcènes, de l'ATRP des composés polyhalogénés en alcènes, de l'ATRC des polychloroamides en amides cycliques, de l'amination d'halogénures d'aryle en amines aromatiques primaires, oxydation des sulfures, arylation des arènes avec des anilines, cyclisation des radicaux aryles avec des arènes, synthèse sans métal d'aryles sulfures, arylation oxydative des arènes vinyliques en 2-arylacétophénones, élimination photoréductrice de l'O-benzyle groupes, fluoroalkylation réductrice photocatalytique des nitrones, réduction des nitroaryles N-hétérocycliques en anilines, synthèse de carbonates cycliques à partir de CO2, déshalogénation de composés vicinaux dibromo-, α-halo- et α, α-dibromocarbonyle, synthèse de quinolinones, aminocoumarines et anilines , synthèse sans solvant de dérivés de polyhydroquinoléine et d'acridine, oxydation benzylique CH, synthèse de benzi midazoles, synthèse des triazoles, synthèse des α-acyloxy carboxamides, synthèse des 2-arylbutanoates, synthèse des benzodiazépines, synthèse des benzoxazépines, synthèse des dihydropyrimidinones et synthèse des xanthènes.

Ces exemples sont décrits dans une revue publiée dans la revue, Organocatalyse actuelle. Les exemples inclus dans cette revue démontrent que l'acide ascorbique est un catalyseur polyvalent pour la synthèse de divers composés organiques. Les réactions catalysées par l'acide ascorbique sont réalisées en milieu organique ou aqueux.

Les réactions catalysées par l'acide ascorbique suivent diverses voies mécanistiques. Le mécanisme de la plupart des processus est proposé par les auteurs. Les multiples fonctions de l'acide ascorbique sont réalisées à partir des mécanismes suggérés.

Compte tenu de la situation actuelle de la conduite de réactions organiques dans des circonstances inoffensives pour l'environnement, les transformations mécaniquement uniques catalysées par l'acide ascorbique sont très précieuses. Sur la base de cette étude, revue, les auteurs prévoient que des réactions supplémentaires seront découvertes et étudiées en utilisant l'acide ascorbique comme catalyseur.

La source:

Éditeurs Bentham Science

Référence du journal:

Das, A., et al. (2020) Réactions médiées par l'acide ascorbique dans la synthèse organique. Organocatalyse actuelle. doi.org/10.2174/2213337207999200726231300.

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