Réactions d'activation sélective de liaisons C-H par des complexes métalliques de carbènes N-hétérocycliques liés à des porphyrines – SCARY-NHC

Les réactions d’activation des liaisons C-H peuvent avoir des applications et des retombées économiques importantes. L’un des défis les plus compliqués à relever dans ce domaine est l’activation sélective de liaisons C-H par rapport à d’autre au sein d’un substrat. Ainsi, les dérivés de pyridine sont des structures privilégiées en chimie médicinale et activer sélectivement les liaisons C-H en positions meta et para peut s’avérer particulièrement difficile. En effet, l’activation des liaisons C-H en positions ortho est beaucoup plus facile à réaliser par catalyse homogène avec des complexes métalliques. L'objectif du projet “SCARY-NHC” est de fonctionnaliser des dérivés de pyridines par catalyse supramoléculaire grâce à des systèmes moléculaires associant des catalyseurs à base de métaux de transition et des sites de reconnaissance capable de fixer des dérivés de pyridine. Les sites catalytiques seront des complexes de métalliques de carbènes N-hétérocycliques (NHC-M) catalysant des réactions d’arylation (M = Pd, Rh), d’halogénation (M = Pd), de borylation (M = Rh) et d’alkylation/alkénylation (M = Ni). Les sites de reconnaissance seront des porphyrines de zinc(II) (ZnP) pouvant fixer les dérivés pyridines à proximité des sites catalytiques par formation d’une liaison de coordination dynamique et réversible Zn-N. Différents modes de liaison entre les deux entités NHC-M et ZnP seront exploités afin de changer la position, l’orientation et la distance du site catalytique NHC-M par rapport au site de reconnaissance ZnP. Les différents systèmes moléculaires pré-organisés associant NHC-M et ZnP pourront donc permettre d’activer sélectivement les liaisons C-H en positions para ou meta des dérivés de pyridine, tout en limitant l’activation des liaisons C-H en positions ortho qui seront protégées stériquement par la porphyrine. Cette pré-organisation des deux entités ZnP et NHC-MC pourra également permettre d’augmenter significativement les vitesses de réaction.