Des catalyseurs moins coûteux et plus durables
Les méthodes les plus fréquemment utilisées pour la production industrielle d'intermédiaires pharmaceutiques énantiopurs sont souvent inefficaces et coûteuses. Les autres méthodes nécessitent des catalyseurs coûteux à base de métaux nobles (comme le palladium, le platine ou le rhodium) et ne sont utilisables que pour quelques types de réaction. L'initiative REDUCTO (Affordable solutions for asymmetric reductions of industrially relevant substrates), financée par l'UE, a donc transformé la catalyse asymétrique en une méthode plus accessible. Les chercheurs ont tenté de développer des catalyseurs moins coûteux en exploitant les métaux de la première ligne du tableau de Mendeleïev (comme le fer, Fe) afin de produire ces intermédiaires pharmaceutiques essentiels. Ils ont ainsi créé une bibliothèque de nouveaux catalyseurs utilisant du Fe plutôt que des métaux plus chers. Les partenaires de REDUCTO ont ensuite testé ces catalyseurs dans de nombreuses réactions d'hydrogénation et sélectionné les plus prometteurs pour des études plus approfondies. Les chercheurs ont ainsi développé une nouvelle classe de complexes BINOL (1,1'-bi-2-naphtol) liés au fer qu'ils ont utilisé pour l'hydrogénation asymétrique des cétones. Le projet REDUCTO a optimisé ces nouveaux catalyseurs à base de Fe pour élargir la méthode de catalyse asymétrique à d'autres classes de composés chimiques. L'équipe a ainsi élargi la catalyse asymétrique à l'hydrogénation des pyridines substituées, une méthode qui n'est pas encore exploitée industriellement. Ils ont testé plusieurs approches et défini une méthode débouchant sur des résultats très prometteurs. Les partenaires ont réalisé des essais d'hydrogénation de sels de pyridinium substitués en deuxième ou troisième position qui ont donné de bons résultats. Les chercheurs ont étudié la réaction plus en détails en clarifiant le mécanisme d'hydrogénation. Ils ont également développé une approche alternative destinée à augmenter la durabilité du procédé de catalyse en utilisant plus efficacement les métaux nobles via une catalyse tandem assistée. Ils ont ainsi développé le premier exemple de métathèse d'oléfines (alcènes) par hydrogénation asymétrique en tandem et élargi cette méthode de catalyse asymétrique en transformant le catalyseur de la métathèse de Grubbs en un catalyseur d'hydrogénation asymétrique. Ces travaux permettent par conséquent d'améliorer des processus de production industrielle, vitaux pour la santé future des industries de chimie fine et du secteur pharmaceutique européen. L'invention de méthodes catalytiques moins coûteuses et plus flexibles devrait ainsi améliorer leur productivité. La grande marge d'optimisation de la productivité permettra à l'industrie européenne de concurrencer favorablement les fabricants non européens sur le marché mondial.
Mots‑clés
Catalyse asymétrique, durabilité, intermédiaires pharmaceutiques, REDUCTO, sels substitués de pyridinium
