Une synthèse bon marché des composés organiques
L'utilisation de métaux précieux tels que le palladium, l'or, l'iridium et le rhodium comme catalyseurs a permis d'enregistrer des progrès importants dans la synthèse organique. Toutefois, ces métaux sont parmi les éléments les plus rares et les plus chers sur Terre. Un autre métal utilisé dans certaines réactions est l'étain mais il est toxique et peut se révéler nocif pour l'environnement. La chimie synthétique peut profiter de l'analyse de la nature et de la manière dont elle produit ses molécules en gérant la réactivité de métaux plus abondants pour produire des composés contenant du carbone. La recherche financée par l'UE a étudié des catalyseurs à base de fer pour plusieurs types de réaction importants dans le cadre du projet FESUSTCAT («Redox ligands and iron complexes for sustainable catalysis»). Les composants classés comme hétérocycliques, cycliques et contenant au moins deux types différents d'atome sont apparemment la classe de composés organiques la plus grande et la plus variée. Les scientifiques ont étudié l'activité d'un catalyseur de fer connu dans des réactions de cyclo-isomérisation où un composé est transformé en un autre avec les mêmes atomes mais une disposition différente. Le potentiel de nouveaux types de catalyseurs de fer ont également été étudiés dans cette réaction. De nouveaux catalyseurs ont été développés et leur activité caractérisée dans des réactions radicales. Des méthodes ont été développées pour l'utilisation de ces catalyseurs de fer dans des réactions de cyclisation radicales réductives et des réactions d'ajout de radical de transfert d'atome. La cyclisation radicale est la formation de structures cycliques via des intermédiaires de radicaux libres hautement réactifs. L'ajout de radical de transfert d'atome est une manière de former de nouveaux liens carbone-carbone avec 100 % d'économie atomique à l'aide d'un catalyseur métallique. Toutes les deux sont des réactions pertinentes au niveau industriel. Un fer inoffensif pour l'environnement a été étudié et des catalyseurs viables pour ces réactions ont été développés. Les scientifiques ont démontré la valeur du fer en remplacement de l'étain toxique dans les réactions de radical et ont permis de mieux comprendre les conditions de réaction soutenant la catalyse basée sur le fer. L'utilisation future du fer pourrait améliorer la sécurité et réduire les coûts des voies synthétiques vers les composés hétérocycliques avec un impact important pour l'économie de l'UE.
Mots‑clés
Catalyseurs, fer, organique, hétérocyclique, cyclisation radicale, ajout de radical de transfert d'atome
