INTER-NIT — Additions de nitrènes intermoléculaires chimio- et énantiosélectives

Contexte scientifique L’azote joue un rôle fondamental dans les produits de l’industrie pharmaceutique et agrochimique puisque sa présence influence de manière notable les propriétés pharmaco-dynamiques et –cinétiques de ces molécules. Dans ce contexte, des études récentes encouragent les chimistes à explorer de nouveaux espaces chimiques avec la recherche de nouveaux synthons azotés chiraux riches en carbones Csp3. Tout particulièrement, la recherche de nouvelles réactions catalytiques pour la synthèse et la fonctionnalisation d’hétérocycles azotés doit être privilégiée, et ce dans un contexte de chimie durable. L’importance capitale de l’azote dans les sciences du vivant fait que le développement de nouvelles méthodes de formation de liaisons C-N est au cœur de la synthèse organique moderne. L’émergence récente de la catalyse organométallique a abouti à des avancées majeures dans ce but. Ce projet de recherche fondamentale s’inscrit dans ce domaine hautement compétitif de formation de liaisons C-N, avec pour objectif principal l’exploration de la chimie des nitrènes. Ces réactifs peuvent être assimilés à des oxydants à 2 électrons qui permettent d’introduire à façon des fonctions azotées selon un processus assimilable à une «chimie-click». La catalyse organométallique s’est avérée un outil précieux pour la mise au point de réactions intramoléculaires d’aziridination d’alcènes et d’amination C-H, dont l’efficacité est attestée par de remarquables applications en synthèse organique. Mais en dépit de ces résultats significatifs, force est de constater que le champ d’application des transferts de nitrène est très limité en version intermoléculaire. A ce jour, il n’existe pas de méthodes permettant de contrôler l’insertion chimiosélective d’un nitrène dans une liaison C(sp3)-H allylique ou sur la double liaison adjacente. Plus significativement, découvrir des additions intermoléculaires de nitrène catalytiques et asymétriques constitue toujours un défi très ambitieux à relever. Objectifs Via une collaboration entre des groupes dont les expertises reconnues sont centrées respectivement sur la chimie des nitrènes et la chimie hétérocyclique, le projet INTER-NIT vise à découvrir des méthodes inédites ainsi que des nouveaux réactifs et catalyseurs pour mettre au point des additions intermoléculaires chimio- et énantiosélectives de nitrènes. Une fois établies, ces réactions seront appliquées, d’une part à la fonctionnalisation « late-stage » de molécules complexes, éventuellement biologiquement actives, et d’autre part, à la recherche de cascades multicatalytiques. Ces applications devraient permettre de produire des bibliothèques de molécules complexes azotées. Il est important de souligner que le programme de travail repose sur des résultats préliminaires solides qui devront permettre d’atteindre les objectifs ambitieux fixés. Le partenaire 1 a un savoir-faire reconnu dans la chimie synthétique de nitrènes, ayant publié des articles de référence dans le domaine. Le partenaire 2 possède une excellente expertise dans le développement de synthèses d’hétérocycles azotés à visée thérapeutique. La combinaison de ces deux expertises est un solide gage de réussite pour la réalisation du projet INTER-NIT. En conclusion, cette étude vise à améliorer les connaissances dans le domaine de la chimie synthétique des nitrènes, par la découverte de nouvelles réactions intermoléculaires sélectives. Notamment, il est fondamental de rappeler que l’amination catalytique de liaisons C(sp3)-H est un processus inconnu dans la nature. Mettre au point une telle réaction au laboratoire constituera un outil synthétique sans précédent pour le chimiste, avec des retombées éventuelles dans un cadre de propriété intellectuelle. A travers la collaboration proposée par le projet INTER-NIT, nous sommes persuadés que ces études aboutiront à la découverte de réactions innovantes et performantes, permettant à ce consortium de se maintenir parmi les leaders du domaine.