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Saviez-vous comment les réactions norvégiennes de type II créent de mystérieux composés cycliques ?
Dans le domaine de la chimie, la réaction de Norrish, du nom du chimiste britannique Ronald George Wreyford Norrish, est une réaction photochimique impliquant des cétones et des aldéhydes. De manière générale, ces réactions peuvent être divisées en deux catégories : les réactions Norish de type I et les réactions de type II. Bien que ces réactions aient une utilité synthétique limitée, elles jouent un rôle important dans la photooxydation des polymères, en particulier dans les matériaux tels que les polyoléfines, les polyesters et certains polycarbonates et polycétones.
Aperçu des réactions de type I
Les réactions norvégiennes de type I sont le clivage photochimique des aldéhydes et des cétones, un phénomène connu sous le nom de clivage alpha. Lorsqu'un groupe carbone absorbe un photon, le groupe carbone entre dans un état singulet photochimique et subit finalement une conversion croisée interne pour éventuellement produire un état triplet. Lorsque la liaison carbone-α est rompue, deux fragments de radicaux libres sont générés, dont les propriétés et la stabilité dépendront de la capacité inhérente à générer le radical libre.
Par exemple, lorsque la 2-butanone est clivée, le radical éthyle stable est produit principalement plutôt que le radical méthyle moins stable.
Ces fragments peuvent rejoindre le groupe carboné d'origine, subissant éventuellement des changements progressifs au cours du processus. L'abstraction d'atomes d'hydrogène peut former des alcènes ou des aldéhydes, un processus qui a une utilité synthétique limitée car de telles réactions se produisent souvent comme réactions secondaires d'autres réactions.
Le secret des réactions de type II
La réaction de Norrish de type II est caractérisée par l'extraction photochimique interne de l'hydrogène gamma, un atome d'hydrogène situé à trois positions de carbone entre le groupe carbone et le groupe carboxyle, ce qui entraîne la formation d'un radical 1,4 comme le principaux produits légers. Cette réaction a été rapportée pour la première fois par Norrish en 1937.
Les diradicaux générés peuvent subir un clivage β pour produire des alcènes et des cétones à interconversion rapide, ou peuvent produire des cyclobutanes substitués par dimérisation, appelée réaction de Norish-Young.
Applications de la réaction norvégienne
L'étude de la réaction de Norish a également retenu l'attention en chimie environnementale, en particulier l'étude de la photolyse des aldéhydes, comme l'heptanal, omniprésent dans l'atmosphère terrestre. Dans des conditions proches de l'atmosphère, le processus de photolyse de l'heptaldéhyde produira 62 % de 1-pentène et d'acétaldéhyde, ainsi que des alcools cycliques tels que le cyclobutanol et le cyclopentanol. La source de ces composés provient du canal de type II.
De plus, certaines expériences ont également montré que la photolyse d'un dérivé cétonique dans l'eau peut également produire des nanoparticules d'or d'un diamètre de 10 nanomètres. Cette réaction implique les radicaux libres générés par Norrish.
Dernières recherches et applications synthétiques
Dans les dernières méthodes de synthèse, par exemple, la synthèse polycyclique de Léo Paquette en 1982 a démontré l'application pratique des réactions de type Norish, soulignant l'importance indispensable de cette réaction dans la synthèse organique. De plus, Phil Baran et son équipe de recherche ont optimisé avec succès les conditions d'utilisation des réactions de type II afin de minimiser les réactions concurrentes lors de la synthèse de composés bioactifs tels que les cardioglycosides, obtenant ainsi des intermédiaires idéaux sur l'échelle doklam.
Conclusion
En résumé, les réactions norvégiennes de type II sont plus qu'un simple mécanisme de réaction photochimique, fonctionnant de différentes manières dans les sciences synthétiques et environnementales. À mesure que la recherche se poursuit, comment allons-nous utiliser ces réactions pour ouvrir davantage de possibilités de synthèse chimique ?
