Une catalyse très efficace utilisant des complexes de fer
Le fer fait l'objet de nombreuses recherches sur les procédés catalytiques, car il est peu coûteux et présente une faible toxicité par rapport aux autres métaux de transition. Des procédés d'hydrogénation de transfert asymétrique utilisant le fer ont déjà été mis au point. En matière de vitesse de réaction et de sélectivité, ils sont cependant moins performants que les catalyseurs à base de métaux précieux. Dans le cadre du projet ASYMM.FE.SUSCAT (Sustainable asymmetric catalysis with iron), financé par l'UE, des scientifiques ont préparé un complexe de fer stable à l'air, approprié pour des amines biologiquement pertinentes. Les amines figurent parmi les composés les plus précieux de la chimie organique. Elles sont largement utilisées dans les produits pharmaceutiques et agrochimiques. Le complexe de Knölker, conçu pour la synthèse sélective d'animes chirales, fonctionne par le biais de la méthodologie d'emprunt d'hydrogène. Ce processus de transfert automatique de l'hydrogène combine les avantages de l'hydrogénation par transfert avec des transformations supplémentaires. Au cours de l'hydrogénation par transfert, le complexe de fer ASYMM.FE.SUSCAT est très stable et reste inerte sous différentes températures de réaction. De plus, le processus d'hydrogénation est irréversible, ce qui se traduit par le déplacement complet de l'équilibre de la réaction vers le produit. En utilisant des amines énantiopures et des alcools contenant un centre stéréogène adjacent à l'ion hydroxyle ou amidogène, les scientifiques ont réalisé soit des animes chirales, soit un mélange racémique. Plus précisément, un grand nombre d'amines chirales étaient alkylées par des alcools aliphatiques, le rendement de la réaction atteignant 90 %. Une autre réalisation importante du projet ASYMM.FE.SUSCAT a été l'utilisation de catalyseurs à base de cuivre pour l'hydrogénation du 5-hydroxyméthylfurfural dérivé de la biomasse et la synthèse de benzimidazoles à partir de diamines aromatiques ou de nitroanilines. Le cuivre s'est avéré être une alternative prometteuse aux métaux précieux. Ces nouvelles méthodes catalytiques devraient permettre la conversion sans déchets de sources renouvelables pour accéder à divers matières premières ou produits chimiques fins. La diversité structurelle des substrats issus de la biomasse constitue un défi, mais aussi une excellente occasion de comprendre la catalyse par le fer ou le cuivre.
Mots‑clés
Catalyse, complexes de fer, hydrogénation par transfert asymétrique, métaux précieux, ASYMM.FE.SUSCAT
