Une pince moléculaire contrôlée par transfert d'électrons
Publié par Adrien le 04/01/2020 à 08:00
Source: CNRS INC
Le contrôle de l'encapsulation et du relargage de molécules constitue un enjeu majeur dans des domaines comme la dépollution ou la médecine. Des chercheurs du laboratoire MOLTECH-Anjou (CNRS/Université d'Angers) ont exploré une voie innovante pour capturer et relâcher des molécules cibles à l'aide d'une pince (Une pince est un dispositif mécanique ou un outil, ayant pour fonction de pincer quelque chose d'autre, c'est-à-dire serrer pour saisir ou maintenir.) moléculaire commandable par transfert d'électrons. Ces travaux, publiés dans la revue Angewandte Chemie International Edition qui les a estampillés Hot Paper, offrent un nouveau moyen de manipuler les pinces moléculaires.


© Krykun et al.
1: la pince moléculaire.
2: le dimère interpénétré à l'état neutre. L'ajout d'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 quantité de matière possédant les...) appauvrie en électrons conduit à la dissociation du dimère et à la formation d'un complexe hôte-invité.
3: l'oxydation de ce dernier est propice à la reformation du dimère. En dessous, Structure obtenue par diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent ; le phénomène peut...) des rayons X.

Certaines molécules pourvues d'une cavité sont capables de capturer une molécule, généralement de plus petite taille, pour former des complexes hôte/invité. La molécule piégée peut ainsi être transportée en limitant son interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) avec l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...). Pour piéger ou relâcher à la demande le substrat, la molécule hôte doit réagir à une stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule...), comme une exposition à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...), à un pH donné ou à certains solvants. Afin d'enrichir l'éventail des possibilités, des scientifiques du laboratoire MOLTECH-Anjou (CNRS/Université d'Angers) élaborent des récepteurs, de type pince notamment, contrôlables par transfert d'électrons.

Les chercheurs ont synthétisé à partir d'un composé dérivé du fluorène, riche en électrons, une pince moléculaire qui s'auto-organise spontanément sous la forme d'un dimère, à l'image de deux brins d'ADN. En présence d'une molécule pauvre en électrons, les deux pinces se séparent et capturent chacune une molécule de substrat pour former un complexe hôte/invité. L'originalité du processus vient de l'oxydation de ces pinces: la perte délectrons par oxydation se traduit par la formation d'un dimère oxydé et stable, à la structure proche du dimère de départ, puis par la libération de la molécule de substrat. Le processus est réversible et le système est donc réutilisable. Ces travaux offrent une nouvelle manière de contrôler réversiblement les processus de piégeage/expulsion d'un substrat moléculaire et permettent d'envisager des développements variés, notamment dans les domaines de la dépollution ou du transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par...) de principe actif.

Référence:
Serhii Krykun, Maksym Dekhtiarenko, David Canevet, Vincent Carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la...), Frédéric Aubriet, Éric Levillain, Magali Allain, Zoia Voitenko, Marc Sallé et Sébastien Goeb. Metalla-Assembled Electron-Rich Tweezers: Redox-Controlled Guest Release Through Supramolecular Dimerization.
Angewandte Chemie International Edition, Hot Paper

DOI: 10.1002/anie.201912016
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