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L’un des plus grands défis auxquels sont confrontés les chimistes de synthèse est de savoir comment fabriquer des molécules d’une «impartialité» particulière. Les molécules peuvent se présenter sous deux formes qui se ressemblent, tout comme nos mains gauche et droite. Cette caractéristique, appelée chiralité, peut être trouvée dans des molécules biologiques telles que les sucres et les protéines, ce qui signifie que les concepteurs de médicaments qui souhaitent cibler ces molécules veulent souvent développer des médicaments qui ne sont que des droitiers ou des gauchers.

Des méthodes permettant de séparer les molécules

Des chimistes ont mis au point des méthodes permettant de séparer les formes gauches et droites, ou énantiomères, d’une molécule, comme les tamis moléculaires, qui ne permettent le passage que d’une seule forme. Mais une autre technique plus avancée consiste à créer, à partir de rien, uniquement l’énantiomère souhaité et non sa forme en miroir.

Dans une nouvelle étude publiée dans Nature, Gregory Fu, professeur de chimie au sein de la chaire Norman Chandler de Caltech, et son équipe font justement cela, démontrant une nouvelle méthode de fabrication de molécules avec des liaisons carbone-carbone (pratiquement tous les produits pharmaceutiques contiennent des liaisons carbone-carbone) dans une seule de leurs formes, tout en utilisant des matériaux abondants et peu coûteux.

« Cette méthode peut rendre la découverte et la synthèse de composés bioactifs plus simple, tels que les produits pharmaceutiques, moins coûteuses et prenant moins de temps que ne le permettaient les précédentes méthodes », a déclaré Fu. « Un développeur de médicaments pourrait utiliser notre méthode pour créer plus facilement des bibliothèques de médicaments candidats, qu’ils testeraient ensuite pour déterminer l’activité souhaitée. »

Dans ce nouveau rapport, les chercheurs ont démontré qu’ils pouvaient effectuer leurs réactions manuellement en utilisant des matériaux peu coûteux, notamment un catalyseur au nickel, un halogénure d’alkyle, un hydrure de silicium et une oléfine. Les oléfines sont des molécules contenant des doubles liaisons carbone-carbone, et on les trouve couramment dans les molécules organiques.

En 2005, Bob Grubbs, professeur de chimie Victor et Elizabeth Atkins à Caltech, a remporté le prix Nobel de chimie pour avoir mis au point une méthode permettant d’échanger à volonté des atomes dans des oléfines. Cette découverte a permis de trouver de meilleurs moyens de fabriquer des oléfines. à des fins industrielles.

L’équipe de Fu a créé diverses classes de composés avec une chiralité spécifique, notamment des molécules appelées bêta-lactames, dont l’antibiotique pénicilline en est un membre.

Comme un moule à gants

« Les catalyseurs au nickel fonctionnent comme un moule à gants, transformant une molécule gauche ou droite selon les besoins. Vous pouvez, en théorie, utiliser notre méthode pour fabriquer plus facilement une série de molécules analogues à la pénicilline, » a déclaré Fu .

Des molécules de nature différente peuvent avoir des traits étonnamment différents. L’édulcorant artificiel aspartame a deux énantiomères: l’un a un goût sucré et l’autre n’a pas de goût. La molécule carvone sent la menthe verte dans une forme et le cumin dans une autre. Les médicaments peuvent également avoir des effets différents selon qu’ils soient droits ou gauches.

Par exemple l’ibuprofène, connu sous le nom d’Advil, contient les formes droites et gauches, mais une seule version a une action thérapeutique. À l’avenir, Fu et ses collègues prévoient de perfectionner leur méthode; ils souhaitent notamment pouvoir contrôler la manualité des deux formes de la molécule plutôt qu’une seule, ce qui offrirait encore plus de flexibilité aux concepteurs de médicaments.

Source : Caltech