Amination catalytique sélective de liaisons C(sp3)-H non activées – ALCA-N

Les alcanes sont une source abondante de matière première carbonée qui reste paradoxalement très rarement exploitée en synthèse organique. Leur faible réactivité rend en effet leur transformation hautement énergivore et, donc, peu sélective. De ce fait, leur conversion en produits de haute valeur ajoutée nécessite la conception de nouvelles transformations pour l’introduction sélective d’un groupement fonctionnel sur une unique position de leur chaine carbonée.

Les réactions d’activation C-H ont récemment émergé comme de nouvelles méthodes de choix en synthèse organique. Leur application aux alcanes reste cependant un défi ambitieux en raison de l’absence de tout groupement directeur susceptible de contrôler leur sélectivité. C’est une difficulté majeure qui impose de concevoir de nouvelles stratégies qui s’affranchissent de la réactivité intrinsèque des différents types de liaisons C-H.

Dans ce contexte, le projet ALCA-N cible une stratégie de double contrôle par le catalyseur et le réactif donneur d’azote, de la sélectivité de réactions intermoléculaires d’amination C(sp3)-H catalytique d’alcanes. Ces réactions d’amination impliqueront l’insertion de nitrènes métalliques générés par un processus oxydatif en présence de réactifs de l’iode trivalent. Sur la base de résultats préliminaires obtenus par chacun des partenaires, des études expérimentales (partenaire 1) et théoriques (partenaire 2) seront combinées pour concevoir de nouveaux catalyseurs (complexes de dirhodium(II)) et précurseurs de nitrènes (sulfamates). Ces nouveaux réactifs seront configurés de façon à générer des « Rhodium-nitrènes » suffisamment discriminants pour fonctionnaliser sur demande des liaisons C-H primaires, secondaires, ou tertiaires. Cet objectif sera atteint grâce à une meilleure compréhension des interactions entre l’intermédiaire de type rhodium-nitrène et le substrat.

A terme, le projet ALCA-N devrait permettre de démontrer que les alcanes constituent des synthons utiles pour la préparation de molécules à haute valeur ajoutée. Par ailleurs, les réactions d’amination C-H développées seront appliquées à la fonctionnalisation tardive de produits naturels pour la modulation de leur propriété biologique.