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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la version actualisée de l’article K1260 intitulé « Chimie supportée sur phase solide» rédigé par Max MALACRIA Jean-Philippe GODDARD, Cyril OLLIVIER et Géraldine GOUHIER, paru en 2008.
RÉSUMÉ
La chimie supportée permet d’effectuer une réaction chimique au cours de laquelle le substrat, le réactif ou le catalyseur est greffé sur un polymère solide insoluble. L’utilisation de solvants est limitée car les étapes de purification se résument à de simples filtrations solide/liquide. Le polymère étant recyclable, cette technique a donc toute sa place dans le concept de la chimie verte. Cet article décrit les avantages et inconvénients de la chimie sur phase solide, il aidera le lecteur à choisir le support, sélectionner la méthode et identifier les analyses possibles pour un meilleur suivi réactionnel en fonction de ses objectifs de synthèse à travers de nombreux exemples sélectionnés.
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Géraldine GOUHIER : Professeur à Normandie Université, COBRA UMR 6014, France
INTRODUCTION
Depuis le travail pionnier de Merrifield en synthèse peptidique sur phase solide, qui lui a valu le Prix Nobel en 1963, la synthèse organique supportée a connu une popularité et un développement constant. La phase solide a tout d’abord été mise en œuvre pour la synthèse oligomérique de produits naturels tels que les polypeptides, polysaccharides et oligonucléotides. Ce sont les travaux de Fréchet et Leznoff, à la fin des années 1970, qui ont initié son utilisation à la synthèse de petites molécules en effectuant des réactions organiques dans lesquelles un substrat, un réactif ou un catalyseur étaient greffés sur un polymère solide insoluble. Une autre application est la purification de mélanges réactionnels par des agents piégeant attachés sur supports solides : les scavengers. Un nombre important et une grande diversité de réactions organiques ont été transposés, avec succès, à la phase solide et ont été à l’origine, dans les années 1990, du développement de la synthèse combinatoire, puis de la synthèse parallèle.
Cet article aidera le lecteur à choisir le support, sélectionner la méthode et identifier les analyses possibles pour un meilleur suivi réactionnel en fonction de ses objectifs de synthèse à travers de nombreux exemples sélectionnés. Le recyclage du support par simple filtration solide/liquide permet de réduire les coûts et les risques. Des réactions activées (micro-onde, haute pression, ultrasons) ou réalisées en liquide ionique seront également décrites, confirmant que la chimie sur phase solide est un outil accessible et efficace pour le développement de la chimie verte.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes utilisés.
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- Version archivée 1 de nov. 2008 par Max MALACRIA, Jean-Philippe GODDARD, Cyril OLLIVIER, Géraldine GOUHIER
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2. Supports
Nous focaliserons cette bibliographie sur les supports carbonés polymériques linéaires et surtout tridimensionnels. Les supports minéraux insolubles existent mais sont plus faiblement exploités.
2.1 Squelettes linéaires
Les polymères à squelette linéaire sont solubles dans certains solvants organiques, permettant ainsi d’effectuer les réactions en milieu homogène, sans problème de diffusion, avec une égale accessibilité de tous les sites réactionnels supportés et une cinétique classique. De plus, les substrats immobilisés peuvent être caractérisés par les techniques d’analyse standard. Enfin, la précipitation par ajout d’un non-solvant du polymère rend sa filtration possible. Cependant, elle n’est pas toujours totale et sélective, engendrant parfois des problèmes de séparation et de purification.
Les polymères linéaires les plus utilisés en synthèse organique sont le polyéthylène glycol (PEG) 1, le polyéthylène glycol monométhyl éther (MPEG) 2 et le polystyrène linéaire
3 (figure 4).
La masse moléculaire des PEG étant en général de 20 000, le nombre de site de greffage est très faible (de l’ordre de 0,1 milliéquivalent par gramme). Les PEG précipitent dans le diéthyl éther ou le tert-butylméthyléther, mais ces solvants étant peu polaires, les impuretés trop polaires précipitent parfois avec le polymère. L’utilisation de l’alcool isopropylique permet de pallier cet inconvénient. Par contre, à cause de leur insolubilité à basse température dans le THF (tétrahydrofurane) et de leur potentiel chélatant pour les cations métalliques, les PEG sont évincées de la chimie organométallique. Dans ce cas, ce sont les
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HEITZ (W.), MICHELS (R.) - Polymeric wittig reagents. - Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 11, p. 298-299 (1972).
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(2) - GRUBBS (R.H.), KROLL (L.C.) - Catalytic reduction of olefins with a polymer-supported rhodium(I) catalyst. - J. Am. Chem. Soc., 73, p. 3062-3063 (1971).
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(3) - LI (W.), YAN (B.) - A direct comparison of the mixing efficiency in solid-phase organic synthesis by single bead IR and fluorescence spectroscopy. - Tetrahedron Lett., 38, p. 6485-6488 (1997).
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(4) - CROWLEY (J.I), RAPOPORT (H.) - Solid-phase organic synthesis: novelty or fundamental concept? - Acc. Chem. Res., 9, p. 135-144 (1976).
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(5) - SCOTT (L.T.), REBEK (J.), OVSYANKO (L.), SIMS (C.L.) - Organic chemistry on the solid phase. Site-site interactions on functionalized polystyrene. - J. Am. Chem. Soc., 99, p. 625-626 (1977).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Radley http://www.radleys.com/
Epichem https://epichem.com.au/
Asynt http://www.asynt.com/product/drysyn-parallel-synthesis-kit/
Polymer Laboratories http://www.polymerlabs.com/
Novabiochem http://www.emdbiosciences.com/html/NBC/home.html
Biotage http://www.biotage.com/
Mettler Toledo http://www.mt.com/
Activotec http://www.activotec.com/
Chem Speed http://www.chemspeed.com/
Buchi http://www.buchi.com/
HAUT DE PAGE1.1.2 Fournisseurs de phases solides
Merckmillipore
VWR
Interchim
Alfa Aesar
ACROS Organics
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