Eco-friendly synthesis of flavonoids functionalized by glucose as potential antioxidants
Synthèse éco-compatible de flavonoïdes fonctionnalisés par le glucose comme antioxydants potentiels
Résumé
The aim of this project was to develop an eco-friendly process for the synthesis of compounds endowed with antioxidant activity. The target molecules were glycosylflavonols. Instead of performing a total synthesis of natural compounds, difficult to isolate, and showing an interesting activity, we decided to prepare a new class of molecules in which the structural elements necessary for antioxidant activity are maintained but having a glycosidic linkage easy to achieve.Each step of the synthesis was designed and carried out following the principles of green chemistry. We have promoted reactions with a high atom economy, avoided the use of protecting groups and used polyethylene glycol, water, and ethanol as green solvents. The strategy was based on a convergent synthesis. Firstly, sugar moiety was synthesized as a C-glycoside to increase its stability with respect to conditions of chemical or enzymatic hydrolysis. On the other hand, the synthesis of different polyhydroxychalcones by a new method that does not require protecting groups yielded different flavonoid moieties. The link between the sugar moiety and flavonoids moieties was then achieved using the copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC). This reaction has also been the subject of a study that showed that polyethylene glycol is a solvent of choice for this reaction, since it allowed reducing the copper contamination of the products.Two glycosylflavonols and four mixtures of glycosylchalcone-glycosylflavanone were synthesized in eco-friendly solvents without the use of protecting groups. Furthermore, reactions and purification steps were optimized to reduce the amount of waste generated during the process. Finally, the evaluation by green chemistry metrics was performed for each step of the synthesis as well as for the whole process.
Le but de notre projet était d’établir un procédé éco-compatible pour la synthèse de composés possédant une activité antioxydante. Le choix des molécules cibles s’est porté sur des glycosylflavonols. Plutôt que d’effectuer une synthèse totale des composés existant dans la nature, difficilement isolés, et montrant une activité intéressante, nous avons choisi de préparer une nouvelle classe de molécules dont les éléments structuraux nécessaires à l’activité antioxydante sont maintenus mais présentent un lien glycosidique facile à réaliser. Chaque étape de la synthèse a été conçue et réalisée en suivant les principes de la chimie verte. Nous avons donc favorisé les réactions à l’économie d’atomes élevée, évité l’utilisation de groupements protecteurs et utilisé des solvants verts : polyéthylène glycol, eau, éthanol. La stratégie mise en place s’appuie sur une synthèse convergente. D’une part le motif sucre est synthétisé sous forme d’un C-glycoside afin d’augmenter sa stabilité par rapport à des conditions d’hydrolyse chimique ou enzymatique. D’autre part la synthèse de différentes polyhydroxychalcones par une nouvelle méthode ne nécessitant pas de groupements protecteurs a permis d’obtenir différents motifs flavonoïdes. Le lien entre le motif sucre et les motifs flavonoïdes a ensuite été établi en utilisant la réaction de cycloaddition catalysée par le cuivre (I) entre un azoture et un alcyne. Cette réaction a par ailleurs été l’objet d’une étude qui a montré que le polyéthylène glycol est un solvant de choix pour cette réaction puisqu’il permet notamment de réduire la contamination des produits de synthèse par le cuivre.Ainsi deux glycosylflavonols et quatre mélanges glycosylchalcone-glycosylflavanone ont été synthétisés en milieu éco-compatible et sans groupement protecteur. De plus, les réactions et les étapes de purification ont été optimisées afin de réduire la quantité de déchets générés au cours du procédé. Enfin, l’évaluation par les métriques de la chimie verte a été effectuée pour chaque étape de synthèse ainsi que pour la globalité du procédé.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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