P2MOC — Plateforme Moléculaire Modulable: un Outil pour la Catalyse

La construction d’édifices moléculaires de complexité croissante par assemblage contrôlé de briques moléculaires et/ou la création contrôlée de liaisons C-C et C-hétéroatome est l’un des défis majeurs de la chimie du XXIème siècle. Le chimiste-architecte de la matière dispose d’un outil puissant, moteur d’innovations au cœur des enjeux sociétaux et de la stratégie nationale d’innovation et de recherche : la catalyse. Si les évolutions émergeantes de la catalyse comme la catalyse combinée ou l’association de systèmes catalytiques apportent de nouvelles solutions, d’importants verrous scientifiques restent à contourner pour générer une coopérativité accrue entre les systèmes catalytiques au sein d’une même séquence réactionnelle. Le projet P2MOC cible la conception de nouveaux systèmes catalytiques multitâches, polyvalents, comportant de multiples sites d’activation différents au sein du même système catalytique et combinant les avantages et bénéfices de l’organo- et de la métallo-catalyse. Le défi principal consiste à développer une plateforme de promoteurs uniques basée sur le motif pyridylmethylamine. Dans ce contexte, les critères multiples de sélectivité, efficacité et créativité seront associés au principe de robustesse général pour l’élaboration de cette famille de promoteurs. Ces derniers sont susceptibles d’activer un substrat ou de coordiner un métal afin de réaliser une succession de réactions organo- et/ou métallo-catalysées, de façon séquentielle ou en tandem. L’intérêt du choix de la famille des pyridylalkylamines ciblées réside dans le grand nombre de modulations accessible aisément. Ainsi, hormis les classiques modulations de contraintes stériques par des groupements de taille variable (aromatiques, aliphatiques cycliques ou non) et le jeu des stéréochimies relatives entre substituants, des sites acides, basiques, chélatants ou non, pourraient être modifiés permettant un habillage à la carte de la famille de promoteurs. L’un des avantages au développement de promoteurs bi- (ou poly-)fonctionnels azotés est qu’ils permettent de pallier l’utilisation de 2 catalyseurs distincts, amine primaire – amine secondaire par exemple, en intégrant les 2 fonctionnalités sur le même promoteur. Le rôle de chaque fragment peut être modulé et même inversé en passant simplement par la forme acide ou basique des fonctions présentes sur la plateforme. Plusieurs réactions et/ou associations inédites de réactions sont ciblées pour illustrer le concept. Ainsi, la formation d’aziridines suivie de leurs utilisations et ouverture à l’aide du même système catalytique, les combinaisons d’une réaction de type Friedel-Crafts ou de Heck et d’une réaction de Henry au sein de la même séquence sont des exemples envisagés. Les différentes méthodologies mises au point seront appliquées à la préparation de molécules plus complexes, bioactives ou à application pharmaceutique potentielle en série indolique, diazépine ou à motif biarylique.