Réaction de Soai
La réaction de Soai est une transformation de chimie organique permettant l'alkylation du pyrimidine-5-carbaldéhyde par le diisopropylzinc. Cette transformation est autocatalytique et conduit à la formation de plus en plus importante d'un même énantiomère du produit. En effet, l'alcool pyrimidylique produit est chiral, mais il joue également le rôle de catalyseur. Il induit alors une chiralité qui s'amplifie lors dans les cycles catalytiques suivants. À partir d'un faible excès énantiomérique (« ee »), il est alors possible, en itérant la transformation, d'obtenir un produit avec un excès énantiomérique très élevé[1]. La réaction a été étudiée dans le but d'obtenir des indications sur l'origine de l'homochiralité parmi certaines classes de biomolécules[2].
Le chimiste japonais Kensō Soai a découvert la réaction en 1995[3],[4]. Ces travaux ont été récompensé par le prix de la Société chimique du Japon en 2010[5] et le prix Nobel de chimie en 2026 « pour la découverte des effets non linéaires et de l’autocatalyse dans la synthèse organique asymétrique » (prix partagé avec Henri B. Kagan ).
D'autres additifs chiraux peuvent être utilisés comme source initiale d'asymétrie, le produit majoritaire de cette première réaction étant rapidement amplifié. Par exemple, le groupe de Soai a démontré que les hydrocarbures quaternaires chiraux, qui pourtant ne possèdent pas de site basique de Lewis pour se fixer à l'organozincique, sont néanmoins capables d'induire une catalyse asymétrique dans la réaction[6].
L'explication du mécanisme nécessite deux composantes. L'induction asymétrique elle-même est probablement due à des interactions entre les liaisons C–H de l'alcane et les électrons pi de l'aldéhyde[6]. L'amplification asymétrique (l'augmentation de l'excès étantiomérique) est expliquée par la formation de dimères R-S très sables, ce qui aboutit à un excès de R ou de S libre (R dans le cas des figures).
Dans un autre exemple, le groupe de Soai a montré qu'une très légère différence telle que dans le [15N](2R ,3S )-2,3-bis(diméthylamino)butane, où la chiralité résulte uniquement de la différence entre 14 N et 15 N (différence de masse isotopique de 7 %), aboutit à un excès énantiomérique de 45 % lorsqu'il est utilisé comme ligand stœchiométrique[7].
Notes et références
modifier- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Soai reaction » (voir la liste des auteurs).
- ↑ Chirality and Life: A Short Introduction to the Early Phases of Chemical Evolution, Springer, , 16–17 p. (ISBN 978-3-642-16977-9, lire en ligne)
- ↑ « Asymmetric autocatalysis and its implications for the origin of homochirality », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 101, no 16, , p. 5732–6 (PMID 15067112, PMCID 395976, DOI 10.1073/pnas.0308363101, Bibcode 2004PNAS..101.5732B)
- ↑ « Asymmetric autocatalysis and amplification of enantiomeric excess of a chiral molecule », Nature, vol. 378, no 6559, , p. 767–768 (DOI 10.1038/378767a0, Bibcode 1995Natur.378..767S, S2CID 4258847)
- ↑ « Highly Enantioselective Catalytic Asymmetric Automultiplication of Chiral Pyrimidyl Alcohol », Journal of the American Chemical Society, vol. 118, no 2, , p. 471–472 (DOI 10.1021/ja953066g, Bibcode 1996JAChS.118..471S)
- ↑ « CSJ Award 2010: Prof. Kenso Soai », The Chemical Society of Japan (consulté le )
- 1 2 « Chiral discrimination of cryptochiral saturated quaternary and tertiary hydrocarbons by asymmetric autocatalysis », Journal of the American Chemical Society, vol. 128, no 18, , p. 6032–3 (PMID 16669661, DOI 10.1021/ja061429e, Bibcode 2006JAChS.128.6032K)
- ↑ « Asymmetric Induction by a Nitrogen 14 N/15 N Isotopomer in Conjunction with Asymmetric Autocatalysis », Angewandte Chemie, vol. 55, no 49, , p. 15246–15249 (PMID 27754589, PMCID 5132014, DOI 10.1002/anie.201608955)
Voir aussi
modifierBibliographie
modifier- Islas JR, Lavabre D, Grevy JM, Lamoneda RH, Cabrera HR, Micheau JC, Buhse T, « Mirror-symmetry breaking in the Soai reaction: a kinetic understanding », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 102, no 39, , p. 13743–8 (PMID 16174731, PMCID 1236534, DOI 10.1073/pnas.0503171102
, Bibcode 2005PNAS..10213743I) - Micskei K, Rábai G, Gál E, Caglioti L, Pályi G, « Oscillatory symmetry breaking in the Soai reaction », The Journal of Physical Chemistry B, vol. 112, no 30, , p. 9196–200 (PMID 18593153, DOI 10.1021/jp803334b)
- Caglioti L, Hajdu C, Holczknecht O, Zékány L, Zucchi C, Micskei K, Pályi G, « The concept of racemates and the Soai reaction. », Viva Orig., vol. 34, , p. 62–80 (lire en ligne [archive du ])
- Podlech J, Gehring T, « New aspects of Soai's asymmetric autocatalysis », Angewandte Chemie, vol. 44, no 36, , p. 5776–7 (PMID 16078286, DOI 10.1002/anie.200501742 )
