Dans le domaine de la production de nombreux principes actifs pharmaceutiques, le réactif de Vilsmeier est essentiel, mais il est extrêmement instable. C’est pourquoi il est produit sur place et à la demande autant que possible.
De plus, les méthodes actuelles de production du réactif utilisent soit le phosgène, qui est lui-même un produit chimique instable et hautement toxique, soit, si le phosgène est évité, elles génèrent des sous-produits toxiques ou difficiles à éliminer.
Un nouveau procédé permettant de produire efficacement le phosgène, le réactif de Vilsmeier et les produits souhaités en un seul flux pourrait rendre l’industrie pharmaceutique plus verte et plus sûre.
Le travail du chimiste TSUDA Akihiko
Le chimiste de l’Université de Kobe, TSUDA Akihiko, est spécialisé dans les systèmes à la demande.
En utilisant une approche unique basée sur le rayonnement UV, son groupe a précédemment réussi à produire à la fois le phosgène et le réactif de Vilsmeier à partir de produits chimiques de départ relativement sûrs et stables, directement dans le même récipient que leurs substrats de réaction prévus.
Cela signifie qu’ils pouvaient réaliser l’ensemble de la réaction comme si le phosgène ou le réactif de Vilsmeier n’étaient jamais présents.
Bien que leur technique ait d’abord été limitée par le fait d’être un processus discontinu et donc difficilement évolutive, ils ont récemment développé un système de flux totalement nouveau pour la production de phosgène, créant ainsi une opportunité pour la production à la demande et évolutive d’autres produits chimiques nécessitant du phosgène.
La méthode « photo-on-demand organic synthesis »
Akihiko Tsuda explique : « Notre groupe a découvert pour la première fois que le chloroforme, un solvant organique courant, subissait une oxydation photochimique pour former du phosgène avec une grande efficacité lorsqu’il était irradié par la lumière ultraviolette. Notre méthode de synthèse organique « photo-on-demand » basée sur cette réaction chimique est un grand pas en avant pour la synthèse organique à base de phosgène. »
Un système de flux pour la production du réactif de Vilsmeier
Dans une étude publiée dans la revue Organic Process Research & Development, le groupe a adapté leur procédé unique pour créer un système de flux qui produit le réactif de Vilsmeier à la demande à partir de phosgène pour une réaction directe avec n’importe quel substrat souhaité.
Le phosgène était lui-même produit dans le même système de flux à la demande à partir de chloroforme, un composé de départ relativement sûr et stable, créant ainsi un système de réaction évolutif, sûr et efficace pour produire une large gamme de produits chimiques utiles.
Les avantages de ce développement
« Ce système de réaction consomme moins d’énergie, produit moins de déchets et permet une synthèse chimique polyvalente et évolutive. Ces caractéristiques contribuent positivement à l’évaluation du cycle de vie des produits, ce qui est particulièrement important dans l’industrie », commente Akihiko Tsuda sur l’importance de ce développement.
Ainsi, ce procédé représente un pas de géant vers une production plus sûre et plus écologique des produits chimiques pharmaceutiques. De plus, il permet également une production plus locale de ces produits chimiques clés, réduisant la dépendance à l’égard de la production à l’étranger.
En synthèse
Le nouveau procédé développé par le groupe de TSUDA Akihiko permet la production à la demande et évolutive du réactif de Vilsmeier à partir de phosgène, rendant ainsi l’industrie pharmaceutique plus verte et plus sûre. Ce système de flux innovant, basé sur l’oxydation photochimique du chloroforme, consomme moins d’énergie, produit moins de déchets et offre une synthèse chimique polyvalente et évolutive.
Pour une meilleure compréhension
1. Qu’est-ce que le réactif de Vilsmeier et pourquoi est-il important ?
Le réactif de Vilsmeier est un composé chimique nécessaire à la production de nombreux principes actifs pharmaceutiques. Cependant, il est extrêmement instable et doit être produit sur place et à la demande autant que possible.
2. Quels sont les problèmes liés à la production actuelle du réactif de Vilsmeier ?
Les méthodes actuelles de production du réactif utilisent soit le phosgène, un produit chimique instable et hautement toxique, soit génèrent des sous-produits toxiques ou difficiles à éliminer si le phosgène est évité.
3. Comment a été conçu le nouveau procédé pour produire le réactif de Vilsmeier ?
En utilisant une approche basée sur le rayonnement UV, le groupe a réussi à produire à la fois le phosgène et le réactif de Vilsmeier à partir de produits chimiques de départ relativement sûrs et stables, directement dans le même récipient que leurs substrats de réaction prévus.
4. Qu’est-ce que la méthode « photo-on-demand organic synthesis » ?
C’est une technique développée par le groupe de TSUDA Akihiko, qui utilise l’oxydation photochimique du chloroforme pour former du phosgène avec une grande efficacité lorsqu’il est irradié par la lumière ultraviolette.
5. Quels sont les avantages du nouveau procédé ?
Ce système de réaction consomme moins d’énergie, produit moins de déchets et permet une synthèse chimique polyvalente et évolutive. Il contribue positivement à l’évaluation du cycle de vie des produits et pourrait favoriser une production plus locale des produits chimiques essentiels, réduisant la dépendance vis-à-vis de la production étrangère.
Légende illustration principale : Un réacteur UV à flux unique est la clé de la production du précurseur toxique du réactif de Vilsmeier à la demande et à partir de réactifs relativement stables et sûrs. Le système de flux évolutif permet au réactif de réagir directement avec n’importe quel substrat souhaité pour produire une large gamme de produits chimiques utiles. TSUDA Akihiko (CC BY)
Article : « Flow Photo-on-Demand Synthesis of Vilsmeier Reagent and Acyl Chlorides from Chloroform and its Applications to Continuous Flow Synthesis of Carbonyl Compounds » – DOI: 10.1021/acs.oprd.3c00267
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