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Posté par Isabelle le Vendredi 16/03/2018 à 12:00
Molécules chirales: un double filtre pour une meilleure sélection
Des chercheurs de l'Institut des sciences moléculaires de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université) ont mis au point une méthode très efficace permettant de sélectionner la molécule désirée parmi les deux formes sous lesquelles se présente une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite...) chirale, grâce à deux réactions sélectives successives. Ces travaux, publiés dans Angewandte Chemie International Edition, ont des applications pour de nombreux produits d'intérêt biologique dont les médicaments.

Comme pour vos deux mains, une molécule est dite chirale si elle se présente sous deux formes (dit "énantiomères"), images l'une de l'autre dans un miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent...) plan mais non superposables. Fabriquer des molécules chirales en série racémique (mélange de deux énantiomères en quantités égales) est simple, mais il est plus difficile d'obtenir une molécule sous la forme d'un seul énantiomère. Or de nombreux produits biologiquement actifs (comme des médicaments) bénéficieraient d'être énantiopures, notamment car les deux énantiomères peuvent avoir des propriétés contradictoires. Une équipe de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) des sciences moléculaires de Marseille (iSm2, CNRS/Aix-Marseille Université) a mis au point (Graphie) une méthode qui simplifie l'obtention du seul énantiomère désiré.


Double dédoublement organocatalysé de diols 1,3 anti
©Cyril Bressy

Cliché de diffraction des RX de la (+)-cryptocaryalactone obtenue par cette méthode
©Cyril Bressy

Une technique pour atteindre cet objectif consiste, à partir d'un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de...) racémique, à faire réagir sélectivement un des deux énantiomères à l'aide d'un catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc...) chiral: on parle de dédoublement cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.). Ainsi idéalement l'un des énantiomères est transformé alors que l'autre reste intact. Or la sélectivité du catalyseur est souvent imparfaite. Les chercheurs de l'iSm2 ont utilisé des réactifs (substrats) bifonctionnels qui peuvent subir deux réactions sélectives successives pour optimiser cette méthode. Chaque réaction agit alors comme un filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) et l'ajout d'un filtre supplémentaire permet d'améliorer la sélectivité de façon synergique. Le rapport entre chaque énantiomère peut ainsi atteindre des valeurs très élevées (99,9 % de l'énantiomère désiré), à la limite de la détection de l'énantiomère minoritaire.

Ce processus d'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) d'énantiosélectivité a par exemple été utilisé pour synthétiser la (+)-cryptocaryalactone, une substance naturelle aux propriétés anti-germinatives (désherbant naturel), en seulement 7 étapes au lieu de plus de 10 étapes pour les synthèses décrites dans la bibliographie. Une méthodologie flexible utile pour la synthèse totale de produits naturels d'intérêt, en fournissant des briques énantiopures sous la forme d'un énantiomère ou de son image. Ce principe général pourrait, par ailleurs, s'appliquer à d'autres motifs bifonctionnels comme des diamines ou des aminoalcools.

Références publication:
Jérémy Merad, Prashant Borkar, Frédéric Caijo, Jean-Marc Pons, Jean-Luc Parrain, Olivier Chuzel, Cyril Bressy
Double Catalytic Kinetic Resolution (DoCKR) of Acyclic anti-1,3-Diols: The Additive Horeau Amplification
Angewandte Chemie International Edition ? Décembre 2017
DOI: 10.1002/anie.201709844

Contact chercheurs:
Cyril Bressy, iSm2 UMR 7313, Aix-Marseille Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...)

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Source: CNRS INC
 
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