Accéder au contenu
MilliporeSigma
AccueilApplicationsChimie et synthèseMéthodes de synthèseFonctionnalisation des liaisons C–H

Fonctionnalisation des liaisons C–H

La fonctionnalisation des liaisons C–H est appelée le Saint Graal de la synthèse organique1. Les récents efforts déployés en chimie organique, en catalyse et dans le domaine des composés organométalliques ont débouché sur de réelles avancées en matière de compréhension de la réactivité des liaisons C–H et de développement de réactions robustes tirant parti de ces nouvelles connaissances, ce qui indique que le temps est venu d'introduire massivement ces tactiques dans le lexique de la rétrosynthèse2-11. La conversion fiable et prévisible d'une liaison C–H en liaison C–C, C–N, C–O, ou C–X de manière sélective et contrôlée permet de réduire les déchets et de limiter le nombre d'étapes de la synthèse.

De nouvelles méthodes d'activation des liaison C–H permettent d'augmenter le nombre de sites pouvant être ciblés au sein d'une molécule donnée, ce qui offre davantage de possibilités pour la transformer en produit complexe. De plus, cela permet de cibler en synthèse organique des types de liaisons chimiques complètement différents, en particulier avec une grande chimiosélectivité. Associée à la chimie traditionnelle des groupements fonctionnels, la fonctionnalisation C–H simplifie considérablement la synthèse chimique visant à construire des produits naturels et des composés pharmaceutiques complexes. Même si l'application de la logique liée à la fonctionnalisation C–H présente clairement des avantages12, de nombreux cursus en chimie organique ne reflètent pas encore cette approche. Pour en savoir plus sur ce sujet, consultez le Manuel de fonctionnalisation C–H.

Slide 1 of 5
Un principe simple de la sélectivité est la liaison covalente des espèces activatrices de liaison C–H au substrat, les contraintes géométriques inhérentes au processus intramoléculaire résultant limitant les liaisons C–H potentielles susceptibles d'être activées.

Figure 1.Stratégie générale de la fonctionnalisation C–H dirigée

Sélectivité de la borylation de liaison C–H catalysée par l'Ir.

Figure 2.sp2 non dirigée : borylation

Arylation de liaison C–H non dirigée d'hétéroarènes

Figure 3.sp2 non dirigée : arylation directe

Hydroxylation de liaison C–H non dirigée tolérant les amines

Figure 4.Hydroxylation de liaison C–H non dirigée

Types de réactivité

Figure 5.Types de réactivité

Articles techniques apparentés

  • Jørgensen’s Organocatalysts
    Professor Karl Anker Jørgensen and his group have developed ethers which serve as excellent chiral organocatalysts in the direct asymmetric α-functionalization of aldehydes.
  • Baran Diversinates™
    The synthesis of heteroaromatic and aromatic compounds is at the heart of the chemical industry. The ever-growing demand for new chemical entities, coupled with dwindling resources and time constraints allotted to any given research project, a rapid way to diversify (hetero)aromatic scaffolds is needed.
  • C–H Amination
    The Du Bois group at Stanford University has made substantial progress within the field of Rh-catalyzed C–H amination via oxidative cyclization of carbamate, sulfamate, sulfamide, urea, and guanidine substrates to give 1,2- and 1,3-heteroatom motifs masked in the form of 5- and 6-membered ring heterocycles.
  • Palau’Chlor®: Easily and Selectively Functionalize Lead Compounds
    Aryl chlorides are commonly used in cross-coupling reactions and can serve as key intermediates towards the synthesis of pharmaceutical drug candidates and natural products.
  • MCAT- 53™ Catalyst for Ruthenium Formation
    A recyclable, ligand-free ruthenium catalyst for C–H activation reactions and concomitant C–C bond formation in the presence of water.
  • Afficher tout (10)
Applications apparentées
Conception et optimisation de réactions
La conception et l'optimisation d'une réaction chimique en synthèse organique vise à altérer avec précision certains paramètres de la réaction pour obtenir des résultats optimaux dans la recherche de voies menant aux molécules cibles.
Couplage croisé
Le couplage croisé est une réaction couramment utilisée en chimie organique pour former des liaisons C-C, C-N et C-O à l'aide d'un catalyseur métallique.
Fluoration
La fluoration consiste à introduire du fluor dans un composé par fluoration électrophile, fluoration nucléophile, difluorométhylation, trifluorométhylation, ou perfluoroalkylation.
Métathèse
La métathèse d'oléfines consiste en une réaction organique qui redistribue des fragments d'alcènes (oléfines) par clivage et transformation de doubles liaisons carbone-carbone.
Catégories de produits apparentées
Catalyseurs d'activation de liaisons C–H
Notre choix inégalé de catalyseurs d'activation de liaisons C–H, d'auxiliaires et d'oxydants permet une conversion fiable et prévisible des liaisons C–H en liaisons C–C, C–N, C–O ou C–X.
Synthons fluorés
Grâce à notre large choix de synthons fluorés, comme les substituants trifluorométhyle, difluorométhyle, triflate et pentafluorosulfanyle de votre boîte à outils, découvrir vos composés cibles n'a jamais été aussi facile.
Hétérocycles halogénés
Parcourez notre catalogue d'hétérocycles halogénés utilisables dans une multitude de protocoles de synthèse, notamment les méthodes de lithiation et de couplage croisé catalysé au palladium.
Synthons hétérocycliques
Nous sommes fiers de proposer une gamme complète de synthons hétérocycliques, une offre de fragments moléculaires parmi les plus larges et les plus profondes utilisées en synthèse organique.
Synthons organiques
Trouvez les composants de base dont vous avez besoin pour faire avancer vos recherches : notre gamme de synthons organiques inclut des alcanes, des alcènes, des alcynes, des allènes, des arènes, des composés d'arsenic, des synthons fonctionnalisés selon Baran, des amines encombrées selon Baran, des synthons et de petites molécules chirales de Liverpool ChiroChem, de synthons pour échange de fluorure de soufre (SuFEx, la nouvelle réaction de "chimie click"), sels de carbénium et des composés carbonyle.
Solvants
Explorez notre gamme complète de solvants déclinée en trois familles de produits pour vos diverses applications : Supelco® pour les méthodes analytiques, Sigma-Aldrich® pour la recherche classique et la production, et SAFC® pour les applications pharmaceutiques et biopharmaceutiques. Commander en ligne.
Services apparentés
Logiciel de rétrosynthèse SYNTHIA™
Le logiciel de rétrosynthèse SYNTHIA™ s'appuie sur une vaste base de données de règles et d'algorithmes de synthèse organique pour rechercher efficacement des voies de synthèse fiables vers les molécules cibles et accélérer la découverte de nouveaux médicaments.

Bibliographie

1.
Arndtsen BA, Bergman RG, Mobley TA, Peterson TH. 1995. Selective Intermolecular Carbon-Hydrogen Bond Activation by Synthetic Metal Complexes in Homogeneous Solution. Acc. Chem. Res.. 28(3):154-162. https://doi.org/10.1021/ar00051a009
2.
He J, Wasa M, Chan KSL, Shao Q, Yu J. 2017. Palladium-Catalyzed Transformations of Alkyl C–H Bonds. Chem. Rev.. 117(13):8754-8786. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00622
3.
Wang D, Weinstein AB, White PB, Stahl SS. 2018. Ligand-Promoted Palladium-Catalyzed Aerobic Oxidation Reactions. Chem. Rev.. 118(5):2636-2679. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00334
4.
Davies HML, Morton D. 2016. Recent Advances in C–H Functionalization. J. Org. Chem.. 81(2):343-350. https://doi.org/10.1021/acs.joc.5b02818
5.
Upp DM, Lewis JC. 2017. Selective C–H bond functionalization using repurposed or artificial metalloenzymes. Current Opinion in Chemical Biology. 3748-55. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2016.12.027
6.
Cernak T, Dykstra KD, Tyagarajan S, Vachal P, Krska SW. The medicinal chemist's toolbox for late stage functionalization of drug-like molecules. Chem. Soc. Rev.. 45(3):546-576. https://doi.org/10.1039/c5cs00628g
7.
Yamaguchi J, Yamaguchi AD, Itami K. 2012. C–H Bond Functionalization: Emerging Synthetic Tools for Natural Products and Pharmaceuticals. Angew. Chem. Int. Ed.. 51(36):8960-9009. https://doi.org/10.1002/anie.201201666
8.
Lyons TW, Sanford MS. 2010. Palladium-Catalyzed Ligand-Directed C–H Functionalization Reactions. Chem. Rev.. 110(2):1147-1169. https://doi.org/10.1021/cr900184e
9.
Wencel-Delord J, Dröge T, Liu F, Glorius F. 2011. Towards mild metal-catalyzed C–H bond activation. Chem. Soc. Rev.. 40(9):4740. https://doi.org/10.1039/c1cs15083a
10.
Arockiam PB, Bruneau C, Dixneuf PH. 2012. Ruthenium(II)-Catalyzed C–H Bond Activation and Functionalization. Chem. Rev.. 112(11):5879-5918. https://doi.org/10.1021/cr300153j
11.
Engle KM, Mei T, Wasa M, Yu J. 2012. Weak Coordination as a Powerful Means for Developing Broadly Useful C–H Functionalization Reactions. Acc. Chem. Res.. 45(6):788-802. https://doi.org/10.1021/ar200185g
12.
Gutekunst WR, Baran PS. 2011. C–H functionalization logic in total synthesis. Chem. Soc. Rev.. 40(4):1976. https://doi.org/10.1039/c0cs00182a
Connectez-vous pour continuer

Pour continuer à lire, veuillez vous connecter à votre compte ou en créer un.

Vous n'avez pas de compte ?