Les composés organosulfurés, composés organiques contenant du soufre, sont essentiels dans les processus biologiques et les domaines de recherche tels que les produits pharmaceutiques, l’imagerie biomédicale, l’agriculture et l’électronique. Des composés comme la phénothiazine, le thianthrène et le thiénothiophène, contenant des squelettes organosulfurés, jouent un rôle central dans ces domaines.
Plusieurs méthodes ont été développées qui utilisent les o-bromobenzènethiols comme composant clé pour synthétiser ces composés. Cela est principalement dû aux réactivités élevées du thiol (atome de soufre lié à un atome d’hydrogène) et des fragments brome des o-bromobenzènethiols, composés qui contiennent un atome de brome attaché aux positions un ou deux (position ortho) dans un cycle benzénique à côté de un atome de soufre.
Les méthodes conventionnelles de production d’o-bromobenzènethiols impliquent l’ajout de brome à l’aniline, puis l’utilisation d’intermédiaires diazonium pour l’ajout de soufre. Ce processus pose des défis, notamment l’ajout sélectif de brome en position ortho, la difficulté de travailler avec certains groupes chimiques et la tendance des o-bromobenzènethiols à s’oxyder facilement dans l’air, libérant des odeurs désagréables.
Récemment, les scientifiques ont découvert une nouvelle méthode présentant un grand potentiel pour synthétiser divers composés aromatiques complexes en ajoutant sélectivement des molécules sur des intermédiaires arynes. Cependant, malgré ce succès, la création d’o-bromobenzènethiols en ajoutant une molécule de brome et un groupe thiol à ces intermédiaires s’est avérée difficile. En effet, les composés soufrés réagissent fortement avec les molécules d’aryne, ce qui rend difficile le contrôle du processus.
Pour relever ce défi, le professeur agrégé Suguru Yoshida et M. Shinya Tabata, du Département des sciences et technologies biologiques de la Faculté d’ingénierie avancée de l’Université des sciences de Tokyo, ont développé une nouvelle méthode.
Le professeur Yoshida explique : « Nous avons développé une méthode pour synthétiser des équivalents stables d’o-bromobenzènethiol par bromothiolation d’intermédiaires arynes avec un équivalent sulfure d’hydrogène approprié et un réactif de bromation électrophile, ce qui entraîne une réactivité contrôlée au niveau de l’atome de soufre qui empêche les ajouts ultérieurs avec des intermédiaires arynes. «
Les résultats sont publié dans la revue Lettres organiques.
Les chercheurs ont utilisé du xanthate de potassium au lieu du sulfure d’hydrogène, en raison de sa meilleure réactivité dans les réactions arynes et du bromure de pentafluorophényle comme réactif de bromation électrophile. Cette combinaison leur a permis de produire efficacement des équivalents complexes d’o-bromobenzènethiol appelés aryl xanthates.
Cette méthode a notamment démontré une bonne tolérance à divers groupes chimiques et a évité la formation de produits indésirables. En utilisant des arylxanthates, les chercheurs ont préparé divers composés organosulfurés hautement fonctionnalisés, tels que des phénothiazines et des thianthrènes, en utilisant des protocoles simples sans aucune odeur nauséabonde, grâce à la grande stabilité des composés.
Grâce à des précurseurs d’arynes facilement disponibles et à des transformations polyvalentes réalisables à l’aide d’o-bromobenzènethiols, cette méthode a permis la synthèse d’une grande variété de composés organosulfurés avec des squelettes organosulfurés hautement fusionnés. En outre, cette méthode a le potentiel de réduire considérablement le nombre d’étapes dans la synthèse d’organosulfures multi-substitués contribuant à la découverte de médicaments en sciences pharmaceutiques.
« Grâce à notre méthode, il est désormais possible de synthétiser des composés contenant du soufre avec des structures complexes difficiles à obtenir avec les méthodes conventionnelles. Elle peut permettre le développement de nouveaux composés organosoufrés qui pourraient conduire à la découverte de nouveaux médicaments et de produits agrochimiques respectueux de l’environnement. pour l’agriculture durable, les matériaux avancés et l’électronique organique », remarque le professeur Yoshida, soulignant les applications potentielles de leur étude.
Cette étude ouvre de nouvelles possibilités pour la synthèse de composés organosoufrés ayant des applications diverses dans de nombreux domaines. « D’autres études sur l’expansion du champ d’application et les applications de cette méthode pour la synthèse de composés organosulfurés bioactifs sont en cours dans notre laboratoire », conclut le professeur Yoshida.
Plus d’information:
Shinya Tabata et al, Bromothiolation des arynes pour la synthèse d’équivalents 2-bromobenzènethiol, Lettres organiques (2024). DOI : 10.1021/acs.orglett.4c00944