Tropinone

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Tropinone
Tropinone.pngTropinone-3D-sticks.png
Identification
Nom UICPA 8-méthyl-8-azabicyclo[3.2.1]octan-3-one
No CAS 532-24-1
No ECHA 100.007.756
No EC 208-530-6
DrugBank DB01874
PubChem 446337
ChEBI 16656
SMILES
InChI
Apparence plaquette cristalline incolore / poudre cristalline blanche, pratiquement poudre marron/brune[1]
Propriétés chimiques
Formule brute C8H13NO  [Isomères]
Masse molaire[2] 139,1949 ± 0,0078 g/mol
C 69,03 %, H 9,41 %, N 10,06 %, O 11,49 %,
Propriétés physiques
fusion 41−44 °C[1]
42,5 °C[réf. nécessaire]
ébullition 227 °C[1] décomposition[réf. nécessaire]
Masse volumique 1,9872 g·cm-3 à 100 °C[3]
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,4598 à 100 °C[3]
Précautions
NFPA 704

Symbole NFPA 704

 
Directive 67/548/EEC
Facilement inflammable
F

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

La tropinone est un alcaloïde, synthétisé magistralement en 1917 par Robert Robinson comme précurseur synthétique de l'atropine. Fait rare, il publia un article pendant la Première Guerre mondiale[4],[5]. La tropinone comme la cocaïne et l'atropine montrent toutes la même structure de base tropanique.

Synthèse[modifier | modifier le code]

La première synthèse de la tropinone a été faite par Richard Willstätter en 1901. Il démarre avec un composé relativement homologue, la cycloheptanone mais sa voie de synthèse requiert beaucoup d'étapes et finalement, il a un rendement général de seulement 0,75 %[6]. R. Willstätter avait auparavant synthétisé la cocaïne depuis la tropinone, ce qui était la première synthèse et l'élucidation de la structure de la cocaïne[7].

Willstater tropinone syntesis.png

La synthèse de 1917 de R. Robinson est considérée comme une synthèse totale légendaire[8] à cause de sa simplicité et de son approche biosynthétique. La tropinone est une molécule bicyclique mais les réactifs utilisés pour sa préparation sont relativement simples : succinaldéhyde, méthylamine et acide acétonedicarboxylique (ou même acétone). Cette synthèse est un bon exemple de réaction biomimétique (bionique) ou de "synthèse de type biogénétique" parce que la biosynthèse fait usage des mêmes blocs de synthèse. C'est aussi une réaction en tandem (en) dans une synthèse one-pot. De plus, le rendement de cette synthèse était de 17 % et avec les améliorations successives, de 90 %[6].

Robinson tropinone synthesis.png

Mécanisme de la réaction[modifier | modifier le code]

Les caractéristiques principales des réactions dans l'ordre sont :

  1. Addition nucléophile d'une amine secondaire sur un aldéhyde suivie de la perte d'eau qui crée une imine, équivalente à une amination réductrice ;
  2. Addition nucléophile intramoléculaire de l'imine sur l'autre aldéhyde et fermeture d'un premier cycle ;
  3. Réaction de Mannich intermoléculaire avec l'énol de l'acide acétonedicarboxylique ;
  4. Nouvelle formation d'énol puis d'une imine par perte d'eau ;
  5. Seconde réaction de Mannich intramoléculaire et fermeture du second cycle ;
  6. Retrait des deux groupes acide carboxylique qui donne la tropinone.
TropinoneSynthesisMechanism.svg

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b et c [PDF] (en) fiche Tropinone chez Merck, consulté le 19/01/2011.
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. a et b a) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90e Ed., (version internet: 2010), CRC Press/Taylor.
    b) Francis, Boca Raton, FL,
    Physical Constants of Organic Compounds, pp. 3-336.
  4. A synthesis of tropinone, R. Robinson; Journal of the Chemical Society, Transaction, 1917, vol. 111, p. 762–768. DOI:10.1039/CT9171100762
  5. The Art and Science of Total Synthesis at the Dawn of the Twenty-First Century, K. C. Nicolaou, Dionisios Vourloumis, Nicolas Winssinger, and Phil S. Baran; Angew. Chem. Int. Ed., 2000, vol. 39, p. 44.
  6. a et b Smit, W. et al. (1998) Organic Synthesis, The Science behind the Art. Cambridge: The Royal Society of Chemistry.
  7. Tropane alkaloid biosynthesis. A century old problem unresolved., Andrew J. Humphrey and David O'Hagan; Natural Products Reports, 2001, vol. 18, p. 494-502. DOI:10.1039/b001713m
  8. Investigating a Scientific Legend: The Tropinone Synthesis of Sir Robert Robinson, F.R.S, Arthur J. Birch; Notes and Records of the Royal Society of London, 1993, vol. 47, p. 277-296.

Liens externes[modifier | modifier le code]