Le Naphtalène-2-Sulfonamide (ou Naph-2-SA) est une molécule contenant un groupement naphtalène (deux cycles benzéniques accolés C10H8) et comportant un groupement sulfonamide ou sulfamide (-SO2NH2). On peut aussi le classer dans la famille des arylsulfonamides. Il existe plusieurs isomères de cette molécule qui se différencient par la position relative du substituant sulfonamide sur un cycle du naphtalène; en position α le NaphSA et en position β le Naph-2-SA. Cette molécule a de possibles applications comme inhibiteurs de l'aldose réductase (enzyme) dans le cas du diabète.

Isomèrie Le naphtalène-2-sulfonamide appartient à une famille plus large : les naphtalènes sulfonamides. Par conséquent, il existe un isomère liée à une position différente du groupement sulfonamide : la position alpha. centré|vignette|424x424px|À gauche le naphtalènesulfonamide avec le groupement amine en position α. À droite le naphtalène-2-sulfonamide avec le groupement amine en position β.

Conformations Le Naphtalène-2-Sulfonamide existe sous la forme de conformères, il en possède quatre. Ces différentes structures sont liées à la rotation autour de la liaison C-S et S-N. Deux formes en résultent : la forme éclipsée et la forme décalée ; la plus stable étant l’éclipsée.

Préparation du Naphtalène-2-Sulfonamide Il existe de très nombreuses voies de synthèse du Naphtalène-2-sulfonamide, à partir de réactifs variés.

À partir du Naphtalène-2-sulfinate de sodium vignette|505x505px|centré|Schéma réactionnel de la formation du 2-NaphSA à partir du Naphtalène-2-sulfinate de sodiumCette synthèse est réalisée en conditions sans métal, à température ambiante. 0,5 mmol de Naph-SO2Na ont été mélangées avec 0,5 mmol (1eq) de diiode à température ambiante pendant 20 min. Puis, 1 mL d'ammoniac ont été ajoutées et mélangées pendant 3h, toujours à rt. Le rendement dans cette conditions est de 63%.

Réduction du Naphtalène-2-sulfonylazide (1) vignette|517x517px|centré|Schéma réactionnel de la formation du 2-NaphSA à partir du Naphtalène-2-sulfonylazide

Ce réducteur à été synthétisé de manière à réduire spécifiquement les groupes azide en groupe amine, permettant d'obtenir un rendement de 93%.

À partir du Naphtalène-2-sulfonylazide (2) vignette|593x593px|centré|Schéma réactionnel de la formation du 2-NaphSA à partir du Naphtalène-2-sulfonylazide

Dans cette procédure catalytique, 0,2 mmol de naphtalène-2-sulfonylazide réagissent avec 0,01 mmol de perchlorate de 9-mesityl-10-methylacridinium (MesAcr), le catalyseur photosensible ; ainsi qu'avec 0,3 mmol de tributylamine (base). La réaction a lieu dans 2 mL d'acétonitrile, sous atmosphère argon, pendant 18h, en présence de LEDs bleue, permettant d'obtenir un rendement de 77%.

vignette|Perchlorate de 9-mesityl-10-methylacridinium (MesAcr)|196x196px|centré

À partir du 2-(triméthylstannyl)naphtalène vignette|799x799px|centré|Schéma réactionnel de la formation du 2-NaphSA à partir du 2-(triméthylstannyl)naphtalène

Dans cette procédure expérimentale, 10 mmol du 2-(triméthylstannyl)naphtalène ont été mélangées avec 15 mmol d'isocyanate de chlorosulfonyl à 20°C. L'intermédiaire isocyanate de 2-naphtylsulfonyl est ainsi formé via une réaction Friedel et Craft Ipso-Spécifique (SEAr). De l'eau a ensuite été ajouté pour former l'intermédiaire acide carbamique, instable, qui élimine du CO2, pour former le naphtalène-2-sulfonamide, avec un rendement de 96%. À partir du disulfure de 2,2'-dinaphtyl vignette|688x688px|centré|Schéma réactionnel de la formation du 2-NaphSA à partir du disulfure de 2,2'-dinaphtylCette synthèse biomimétique s'inscrit dans le cadre de la chimie verte grâce à sa procédure en condition douce. 0,3 mmol de disulfure de 2,2'-dinaphtyl sont mélangés avec 15 mmol de (NH4)2SO4, la source d'ions ammonium ; sont ajoutés aussi les additifs suivants : 1,23 mL (12 mmol) de peroxyde d'hydrogène à 30% en masse (agent oxydant) ; 0,03 mmol de cyanure de cuivre (I) (catalyseur), 0,6 mmol de bromure de potassium (médiateur de l'oxydation) ; 0,06 mmol de triflure de nickel (II) (acide de Lewis aidant à la substitution nucléophile). La réaction se déroule dans 3 mL d'acétonitrile, de 0°C à 60°C, pendant 18h, permettant d'obtenir un rendement de 41%.

À partir de l'iodure de 2-naphtyl vignette|801x801px|centré|Schéma réactionnel de la formation du 2-NaphSA à partir de l'iodure de 2-naphtyl

Dans cette procédure, 1 eq (0,4 mmol) d'iodure de 2-naphtyl sont mélangées avec 1,5 eq (0,6 mmol) de dioxyde de thiourée. Sont aussi ajoutés 2 équivalents de carbonate de césium (base) ; 7,5 mol-% de dichlorure de bis(diphenylphosphino)ferrocène palladium (II) (catalyseur) ; 0,5 eq d'iodure de tetrabutylammonium ; le tout dans 2 mL de DMF, sous atmosphère N2, à 90°C pendant 1h.

Le milieu réactionnel est refroidi à température ambiante, puis, 1,2 eq de l'acide O-sulfonique de l'hydroxylamine (HOSA) sont ajoutés, et mélangés pendant 1h, permettant d'obtenir un rendement de 41%. vignette|578x578px|Mécanisme de la synthèse à partir de l'iodure de 2-naphtyl|centré

Réactivité Il est possible de réaliser à partir du Naph-2-SA, le 2-Napthalènesulfonyl azide. Ce produit est couramment utilisé dans le cadre de la click chemistry. Il sert notamment à former des liaisons amides, avec un bon rendement et de manière écologique. Le rendement de la formation du 2-Naphtalènesulfonyl azide à partir du Naph-2-SA s’élève à 86%. centré|vignette|491x491px|Schéma réactionnel de la formation du Naphtalène-2-sulfonylazide à partir de 2-NaphSA L’azoture de triflyle est un réactif couramment utilisé en synthèse organique, n’étant pas disponible dans le commerce il doit être préparé in-situ.

Applications

Pharmaco-bio

Inhibiteurs des aldoses réductases vignette|370x370px|Mécanisme de l'aldose réductase Le diabète est associé à une hyperglycémie qui active la « voie des polyols ». L’enzyme aldose réductase réduit le glucose en sorbitol. Le sorbitol ne peut pas traverser facilement les membranes cellulaires ce qui entraîne un stress osmotique et oxydatif. Le 2-NaphSA a été mis en présence de l’enzyme, la mesure de la vitesse de la réaction a été faite à l’aide d’un spectromètre. Ce qui a permis de calculer l'inhibition de l’enzyme par la molécule d'intérêt. Cette molécule présente un intérêt particulier notamment grâce à son double cycle qui permet de mieux se lier à l’enzyme comparée à des molécules plus petites, tout en étant efficace à faible dose.

Usage du motif Naphtalène-2-Sulfonamide dans le drug design vignette|370x370px|Motif Naph-2-SA dans le drug design Il s’avère que dix nouveaux dérivés de 2-NaphSA ont été synthétisés, possédant des activités antibactérienne et anticancéreuse. Des test ont été réalisés sur les cellules du cancer du sein humain (lignée MCF-7). Pour un composé nommé 4u, les effets anticancer observés sont nettement supérieurs à ceux du médicament classique Cisplatine : IC50 (4u) = 1,47 µM ; IC50 (cisplatine) = 15,24 µM. (plus l’IC50 est faible, plus le composé est efficace pour tuer les cellules cancéreuses). Ces molécules ont également montré une activité antimicrobienne contre des bactéries comme E.coli (MIC=12,5µg.mL-1) et S.aureus (MIC=62,5µg.mL-1). Le noyau Naph-2-SA constitue une base prometteuse pour développer de futurs médicaments.

Inhibiteur Butyrylcholinesterase et shutdown Alzheimer Le naphtalène sulfonamide est également un agent thérapeutique potentiel dans le traitement des maladies neurodégénératives. Un cas bien documenté est celui de la maladie d’Alzheimer, à travers la synthèse de N-propargylpipéridines portant des groupements naphtalène-2-sulfonamide ou naphtalène-2-carboxamide. Ces molécules ont été conçues pour combiner plusieurs mécanismes d’action, notamment l’inhibition de l’acétylcholinestérase, une interaction avec l’acétylcholinestérase périphérique, ainsi que des propriétés susceptibles de moduler la formation d’agrégats amyloïdes. L'amyloïde est un agrégat de protéines qui est à l'origine de maladies neurodégénératives tel qu'Alzheimer. S'il est possible de moduler leurs formations alors cela pourrait être une voie prometteuse à bloquer la progression d'Alzheimer.

Domaine de l'énergie

Intermédiaire pour la fonctionnarisation du C60 Le C60 est un matériau prometteur pour ses propriétés chimiques et physiques uniques, possédant un large panel d'applications, dont l’une des plus récentes est l’amélioration du rendement des panneaux solaires. De par la fonctionnalisation de sa surface par des arylesulfonamides catalysés par des composés cuivrés, le C60-iodure d'imidazolium est obtenue. Appliqué sur la surface du panneau solaire, il permet d’augmenter l’efficacité énergétique. centré|vignette|670x670px|Première partie de la fonctionnalisation du C60 par un aryl sulfonamide Mais avant d’arriver à ce produit diverses étapes préalables de traitement existent ; la plus importante étant la déprotection du groupe amine. En effet, la fonction sulfonamide joue le rôle de groupe protecteur. Pour retirer les deux motifs ArSO2-R on doit ajouter 50éq de TfOH (Acide trifluorométhanesulfonique). La dernière étape consiste à ajouter 1mL de HI pour protoner la fonction amine. Cette étape permet d’obtenir le composé d’intérêt. centré|vignette|705x705px|Déprotection de l'amine puis protonation

Références

Catégorie:Molécule