Des scientifiques de l’Université de Nagoya ont développé un photocatalyseur à base de fer qui réduit la dépendance aux métaux rares dans la synthèse organique. Le nouveau design utilise moins de ligands chiraux coûteux et permet la première synthèse totale asymétrique de (+)-heitziamide A. Cette avancée favorise des réactions chimiques plus durables sous lumière LED bleue.
Des chercheurs de l’École des Études Supérieures en Ingénierie de l’Université de Nagoya, dirigés par le professeur Kazuaki Ishihara, l’assistant professeur Shuhei Ohmura et l’étudiant diplômé Hayato Akao, ont introduit un photocatalyseur ferreux redessiné. Publié dans le Journal of the American Chemical Society en 2026, l’étude détaille comment ce catalyseur réduit l’utilisation des ligands chiraux de deux tiers par rapport à leur version de 2023, qui en nécessitait trois par atome de fer bien qu’un seul contribue à l’énantiosélectivité. Le nouveau système intègre des ligands bidentates achiraux abordables avec des chiraux pour former une structure de sel de fer(III). Cette configuration améliore les performances catalytiques et oriente la configuration tridimensionnelle des produits. Activé par une lumière LED bleue économe en énergie, il facilite une cyclisation contrôlée de cation radical (4 + 2), formant des cycles à six membres avec des adduits 1,2,3,5-substitués courants dans les produits naturels. Grâce à ce catalyseur, l’équipe a réalisé la première synthèse totale asymétrique de (+)-heitziamide A, un composé de plantes médicinales qui supprime les sursauts respiratoires. Les synthèses antérieures n’avaient pas produit l’énantiomère naturel de manière asymétrique. Le catalyseur image dans le miroir pourrait de même produire (-)-heitziamide A. «Le nouveau design de catalyseur représente la forme définitive des photocatalyseurs photoredox chiraux fer(III)», a déclaré Ohmura. «Nous pensons que cette réalisation marque une étape importante dans l’avancement de la photocatalyse à base de fer.» Ishihara a ajouté : «Atteindre la première synthèse totale asymétrique de (+)-heitziamide A en utilisant cette réaction catalytique est une réalisation remarquable.» L’approche permet la construction de molécules complexes, y compris des précurseurs pharmaceutiques, avec du fer abondant au lieu de métaux rares comme le ruthénium et l’iridium. Ce développement suggère un potentiel pour la synthèse énantiosélective d’autres substances bioactives via la même étape de cycloaddition.
