Synthèses de nouveaux tensioactifs éco-compatibles : étude de synthèses catalytiques et radicalaires en milieu micellaire

Based on concepts of sustainable development and green chemistry, one of the alternatives envisioned by chemists is to substitute organic solvents, which can be dangerous and toxic, for greener solvents. Water is the best candidate for this substitution because it is the safest and cheapest solvent in our countries: this solvent is non-toxic, non-flammable and inexplosive. In order to overcome the low solubility of most of organic compounds in water, surfactants can be used to improve the reaction yields. Media thus obtained are difficult to recycle because they require high dilution in order to break aggregates and recover products. Therefore, using photo-switchable surfactants is a good alternative because they can organize/disorganize by light irradiation. Organic compounds could be recovered after reactions and the recyclability of the medium can be improved. For this purpose, we synthesized three surfactants having an azobenzene moiety (anionic, cationic, nonionic), to test them in micellar catalysis. Some of these surfactants, after determining their physicochemical properties (CMCs and UV-visible spectra) were studied in a pallado-catalyzed reaction, the allylic substitution of Tsuji-Trost. We have successfully demonstrated the value of using a photo-switchable surfactant compared to commercial ones in terms of yields and recyclability. In other hand, Barton decarboxylation, described for the first time in 1983, permits the formation of alkanes from carboxylic acids, using tin derivatives as hydrogen donors. Since then, this reaction has always been used as a key step in total synthesis of natural compounds in organic solvents. In addition, historically, this reaction was carried out by conventional activation (heat or ultraviolet light). Therefore, we decided to study this radical decarboxylation in water, in the presence of surfactants and using unconventional activation modes: microwave and ultrasound. Moreover, instead of tin, we preferred the use of N-phenylmaleimide, already known and studied as a radical trap, to obtain maleimides substituted by carbon chains. Yields obtained in micellar media were found to be at least as good as in organic solvents.Basé sur les concepts de développement durable et de chimie verte, l’une des alternatives envisagées par les chimistes, pour une chimie plus propre, est de substituer les solvants organiques, pouvant être dangereux et toxiques, par des solvants plus verts. L’eau est un bon candidat pour cette substitution car c’est le solvant le moins cher dans nos contrées, et le plus sûr : il est non-toxique, ininflammable et non explosif. Afin de palier la faible solubilité de la majeure partie des composés organiques dans l’eau, les tensioactifs peuvent être utilisés afin d’améliorer les rendements réactionnels. Les milieux ainsi obtenus sont difficilement recyclables car ils nécessitent une forte dilution afin de casser les agrégats et de récupérer les produits. C’est pourquoi, l’utilisation de tensioactifs photo-régulables est une bonne alternative car il est possible d’organiser/désorganiser les agrégats par irradiation lumineuse et ainsi récupérer les composés organiques en fin de réaction tout en recyclant le milieu réactionnel. Pour cela, nous avons synthétisé trois tensioactifs possédant une fonction azobenzène (anionique, cationique, non ionique), afin de les tester en catalyse micellaire. Certains de ces tensioactifs, après en avoir déterminé leurs propriétés physico-chimiques (cmc et spectre UV-Visible) ont été testés dans une réaction pallado-catalysée : la substitution allylique de Tsuji-Trost. Nous avons réussi à démontrer l’intérêt d’utiliser un tensioactif photo-régulable par rapport aux tensioactifs commerciaux en terme de rendement et de recyclabilité. D’autre part, la décarboxylation de Barton, décrite pour la première fois en 1983, permet la formation d’alcanes à partir d’acides carboxyliques en utilisant un dérivé d’étain comme donneur d’hydrogène. Depuis lors, cette réaction a toujours été utilisée comme étape clé en synthèse totale de composés naturels et en solvants organiques. De plus, cette réaction est historiquement réalisée par activation conventionnelle, thermique ou par irradiation ultra-violette. C’est pourquoi, nous avons décidé d’étudier cette décarboxylation radicalaire dans l’eau, en présence de tensioactifs et en utilisant des modes d’activation non conventionnels : les micro-ondes et les ultrasons. De plus, en lieu et place d’étain, nous avons préféré l’utilisation de N-phénylmaléimide, déjà connu et étudié comme piège à radicaux, afin d’obtenir des maléimides substitués par des chaînes carbonées. Les rendements obtenus en milieux micellaires se sont avérés être aussi bons, voire meilleurs qu’en solvants organiques

Synthesis of new eco-friendly surfactants : study of catalytic and radical syntheses in micellar media

Basé sur les concepts de développement durable et de chimie verte, l’une des alternatives envisagées par les chimistes, pour une chimie plus propre, est de substituer les solvants organiques, pouvant être dangereux et toxiques, par des solvants plus verts. L’eau est un bon candidat pour cette substitution car c’est le solvant le moins cher dans nos contrées, et le plus sûr : il est non-toxique, ininflammable et non explosif. Afin de palier la faible solubilité de la majeure partie des composés organiques dans l’eau, les tensioactifs peuven têtre utilisés afin d’améliorer les rendements réactionnels. Les milieux ainsi obtenus sont difficilement recyclables car ils nécessitent une forte dilution afin de casser les agrégats et de récupérer les produits. C’est pourquoi, l’utilisation de tensioactifs photo-régulables est une bonne alternative car il est possible d’organiser/désorganiser les agrégats par irradiation lumineuse et ainsi récupérer les composés organiques en fin de réaction tout en recyclant le milieu réactionnel. Pour cela, nous avons synthétisé trois tensioactifs possédant une fonction azobenzène(anionique, cationique, non ionique), afin de les tester en catalyse micellaire. Certains de ces tensioactifs, après en avoir déterminé leurs propriétés physico-chimiques (cmc et spectre UV-Visible) ont été testés dans une réaction pallado-catalysée : la substitution allylique de Tsuji-Trost. Nous avons réussi à démontrer l’intérêt d’utiliser un tensioactif photo-régulable par rapport aux tensioactifs commerciaux en terme de rendement et de recyclabilité. D’autre part, la décarboxylation de Barton, décrite pour la première fois en 1983, permet la formation d’alcanes à partir d’acides carboxyliques en utilisant un dérivé d’étain comme donneur d’hydrogène. Depuis lors, cette réaction a toujours été utilisée comme étape clé en synthèse totale de composés naturels et en solvants organiques. De plus, cette réaction est historiquement réalisée par activation conventionnelle, thermique ou par irradiation ultra-violette. C’est pourquoi, nous avons décidé d’étudier cette décarboxylation radicalaire dans l’eau, en présence de tensioactifs et en utilisant des modes d’activation non conventionnels : les micro-ondes et les ultrasons. De plus, en lieu et place d’étain, nous avons préféré l’utilisation de N-phénylmaléimide, déjà connu et étudié comme piège à radicaux, afin d’obtenir des maléimides substitués par des chaînes carbonées. Les rendements obtenus en milieux micellaires se sont avérés être aussi bons, voire meilleurs qu’en solvants organiques.Based on concepts of sustainable development and green chemistry, one of the alternatives envisioned by chemists is to substitute organic solvents, which can be dangerous and toxic, for greener solvents. Water is the best candidate for this substitution because it is thesafest and cheapest solvent in our countries : this solvent is non-toxic, non-flammable and inexplosive. In order to overcome the low solubility of most of organic compounds in water, surfactants can be used to improve the reaction yields. Media thus obtained are difficult to recycle because they require high dilution in order to break aggregates and recover products. Therefore, using photo-switchable surfactants is a good alternative because they can organize/disorganize by light irradiation. Organic compounds could be recovered after reactions and the recyclability of the medium can be improved. For this purpose, we synthesized three surfactants having an azobenzene moiety (anionic,cationic, nonionic), to test them in micellar catalysis. Some of these surfactants, after determining their physicochemical properties (CMCs and UV-visible spectra) were studied in a pallado-catalyzed reaction, the allylic substitution of Tsuji-Trost. We have successfully demonstrated the value of using a photo-switchable surfactant compared to commercialones in terms of yields and recyclability. In other hand, Barton decarboxylation, described for the first time in 1983, permits the formation of alkanes from carboxylic acids, using tin derivatives as hydrogen donors. Since then, this reaction has always been used as a key step in total synthesis of natural compounds in organic solvents. In addition, historically, this reaction was carried out by conventional activation (heat or ultraviolet light). Therefore, we decided to study this radical decarboxylation in water, in the presence of surfactants and using unconventional activation modes : microwave and ultrasound. Moreover, instead of tin, we preferred the use of N-phenylmaleimide, already known and studied as a radical trap, to obtain maleimides substituted by carbon chains. Yields obtained in micellar media were found tobe at least as good as in organic solvents

Barton decarboxylation under ultrasonic continuous flow

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CHANGING THE ELECTRONIC DENSITY OF THE DISTAL PHENYL RING OF 4-ARYL-1,2,3,6-TETRAHYDROPYRIDINE DERIVATIVES TO INFLUENCE THE AFFINITY FOR 5-HT1A RECEPTORS

4-Phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine(THP) moiety was shown to be favourable compared to the classical 4-phenyl-piperazine in terms of affinity for 5-HT1A receptors in a series of 4-arylpiperazine-ethyl carboxamides. The almost planar orientation found in the 4-phenyl-1,2,3,6-THP compounds appeared to be an important spatial requirement for an optimal interaction with the 5-HT1A receptor in this series. This orientation tends to stabilize the ligand binding by an edge-to-face CH-Π interaction between the phenyl ring of the 4-phenyl-1,2,3,6-THP compounds and the side chain of the Phe 6.52 residue in the binding pocket .In the present study, the electronic distribution of the distal benzene ring is modified by introducing substituents with different electronic and/or physicochemical characteristics to explore the impact on this interaction on the affinity for 5-HT1A receptors. These substituents were placed either in 4 or 3 and 5 position of the distal ring in order to avoid a sterical constraint if present in 2 or 6 position. In a quinoxalinamide series, the 3,5-dimethyl substituted analogue has the highest affinity for 5-HT1A receptors as expected. A reinforced interaction with the Phe 6.52 residue might explain this affinity but increased basicity and lipophilicity might also have a role

Micellar Catalysis Using a Photochromic Surfactant: Application to the Pd-Catalyzed Tsuji–Trost Reaction in Water

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Microwave assisted benzyl alcohol oxidation using iron particles on furfuryl alcohol derived supports

International audienceThis work compares the catalytic activity of iron catalysts supported on porous furfuryl alcohol derived resins for the selective conversion of benzyl alcohol to benzaldehyde using hydrogen peroxide as the oxidant and assisted by microwave irradiation. The catalysts were prepared mechanochemically by ball-milling in the dry state. Initial results showed that the pressure in the reaction medium and the oxidant load are essential to achieve significant conversions. An apparent minimum catalyst load of 0.05 mol% Fe was required for significant reactivity at 132 °C

Moderate chemical modifications of WAY-100635 improve the selectivity for 5-HT1A versus D4 receptors

The selectivity for 5-HT1A versus D4 receptors is significantly increased when the basic side chain of WAY-100635 is replaced by a 4-phenylpiperazine (3e) or a 4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine moiety (3i). The 4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine compounds (3i-l) have a higher affinity for 5-HT1A receptors than do the corresponding unsubstituted phenylpiperazine analogues (3e-h). Compounds 3e and 3i appear to be selective for 5-HT1A receptors over other relevant receptors and still behave as neutral antagonists.Development of novel antipsychotic drug

PHARMACOMODULATIONS OF WAY-100635: A NEW STEP TOWARDS THE DESIGN OF SELECTIVE 5-HT1A ANTAGONISTS

Le composé WAY-100635 est un outil pharmacologique abondamment utilisé dans l’exploration des récepteurs sérotoninergiques 5-HT1A. Dès lors, cette molécule de référence devrait présenter une sélectivité importante pour sa cible. Cependant, des travaux récents ont démontré que, à côté de son activité antagoniste des récepteurs 5-HT1A, le WAY-100635 possédait également une affinité et activité conséquentes vis-à-vis des récepteurs dopaminergiques D4, ce qui pourrait limiter son utilisation comme outil pharmacologique. Dans ce contexte, nous avons entrepris diverses modulations structurales de cette molécule de manière à augmenter sa sélectivité vis-à-vis des récepteurs 5-HT1A. Cette sélectivité a été augmentée de manière significative lors du remplacement de la chaîne latérale basique par un groupement 4-phénylpipérazine ou 4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine. Une évaluation biologique plus approfondie des deux composés comprenant un profil d’affinité élargi à d’autres récepteurs a confirmé leur sélectivité vis-à-vis des récepteurs 5-HT1A. De plus, des expériences électrophysiologiques sur tranches de cerveau.Développement de nouveaux antipsychotique