Iminosydnone

Les iminosydnones possèdent différentes structures mésomériques[5]illustrées ci-dessous.

Formes mésomères des iminosydnones.

Moins les dipôles mésoioniques sont stabilisés par des effets mésomères, plus ils sont réactifs. La différence de réactivité entre les sydnones et les iminosydnones peut donc s’expliquer par la différence de stabilisation de résonance apportée par leurs différents substituants. L’oxygène exocyclique substituant les sydnones ayant des propriétés stabilisantes plus importantes que l’azote exocyclique substituant les iminosydnones, ces dernières sont moins stabilisées et sont donc plus réactifs que les sydnones classiques[8].

L’ajout de fonctions aux iminosydnones sur leur azote exocyclique peut se faire selon deux méthodes différentes, par l’ajout de p-nitrobenzyl carbamate ou d’un sel d’urée imidazolium. L’ajout de ce sel en milieu basique entraîne la formation de carbonylimidazolium-ImSyd qui avec un nucléophile comme une amine ou un alcool permet la fonctionnalisation de l’iminosydnone sur son azote exocyclique.

Fonctionnalisation des iminosydnones sur leur azote exocyclique[9]

Les autres méthodes permettant d’ajouter des fonctions aux iminosydnones sont similaires à celles pour les sydnones classiques, les iminosydnones possédant également un carbone endocyclique possédant des propriétés nucléophiles[9].

La réaction SPICC strain-promoted iminosydnone−cycloalkyne cycloaddition se produit via un processus en deux étapes; deux composés d'intérêt sont formés de manière simultanée : un produit click et un produit release. L'iminosydnone réagit d'abord avec le cyclooctyne par une cycloaddition pour former un intermédiaire bicyclique qui subit une réaction rétro-Diels-Alder pour donner un pyrazole (produit click) et un isocyanate d'acyle qui est instantanément converti en l'amide terminal correspondant (produit release), par hydrolyse et décarboxylation[9].

Mécanisme de la réaction SPICC entre les iminosydnone et les cyclooctynes[9]

La présence d'une urée ou d'un groupement sulfonamide sur l’azote exocyclique a un effet positif sur la vitesse de réaction, tandis que la présence d'un groupement amide ou carbamate diminue la réactivité de l'iminosydnone[9]. La vitesse de cette réaction augmente en conditions basiques, celles-ci étant plus propices à la présence d’un plus grand nombre de formes mesoioniques. Cela peut constituer une contrainte car certains compartiments cellulaires, tels que les lysosomes, peuvent présenter un pH acide[7].

Le N6-sulfonyl iminosydnone peut être utilisé pour la libération bio-orthogonale de médicaments. Cette stratégie permet de libérer par exemple le célécoxib, un anti-inflammatoire non stéroïdien, par la réaction SPICC click-and-release avec DBCO-COOH[9],ce qui présage pour le futur une possibilité de cibler efficacement l’action de cet anti-inflammatoire avec une efficacité légèrement inférieure à celle du Célécoxib en prise directe[8].

Libération du Célécoxib par réaction SPICC entre le N6-Sulfonyl Iminosydnone et DBCO-COOH[9]

Les iminosydnones ont la capacité de relarguer du monoxyde d’azote, une molécule aux propriétés de vasodilatateur. Cette réaction s’effectue par le mécanisme suivant avec, par exemple, la molécule de molsidomine comme réactif[10].

Mécanisme de relargage du monoxyde d'azote par la molsidomine[10]

La structure des aza-iminosydnones est similaire à celle des iminosydnones classiques, la différence étant le changement d’un de ses carbones cycliques en azote. Ceci influe sur leur utilisation en chimie bioorthogonale, contrairement aux iminosydnones, les azaiminosydnones ne réagissent pas avec les cyclooctynes. Ainsi elles réagissent plutôt dans le cas addition d’alcyne catalysée par le cuivre à l’inverse des sydnones[6].

Structure des aza-iminosydnones