Amination en 3D: une stratégie asymétrique pour fonctionnaliser des molécules bioactives
Publié par Redbran le 28/05/2019 à 14:00
Source: CNRS INC

© Philippe Dauban
Fonctionnaliser de manière ciblée une seule des nombreuses liaisons carbone-hydrogène (C-H) d'un composé organique représente aujourd'hui un véritable défi pour les chimistes. Des chercheurs 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...) de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des...) des substances naturelles (CNRS) viennent d'accomplir cet exploit en greffant sélectivement une fonction azotée sur une seule position 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...), qui plus est sur l'une des deux liaisons C-H qui ne se différencient que par leur position géométrique dans l'espace. Leur fonctionnalisation conduit à des molécules énantiomères quasi-identiques, symétriques 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 une couche métallique fine, qui, pour être protégée, est...) mais non superposables, comme la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est un organe destiné à saisir et manipuler des objets. Chez...) gauche et la main droite. Ces travaux, parus dans la revue Angewandte Chemie, pourraient permettre de moduler l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de molécules bioactives en y introduisant "à façon" de nouvelles fonctions chimiques.

Ajouter sélectivement une fonction azotée sur une molécule bioactive en modifie les propriétés, tant dans sa capacité à interagir avec sa cible biologique que dans ses paramètres physico-chimiques (solubilité, stabilité). De telles transformations, nommées "amination C-H", constituent un défi pour le chimiste (Un chimiste est un scientifique qui étudie la chimie, c'est-à-dire la science de la matière à l'échelle moléculaire ou atomique ("supra-atomique"). Le mot...), car elles impliquent de rompre de manière sélective des liaisons carbone-hydrogène solides et très semblables. Ceci est d'autant plus vrai lorsqu'il s'agit de différencier deux liaisons C-H énantiotopiques qui ne se différencient que parce que leur fonctionnalisation conduit à la formation de deux produits énantiomères mais aux propriétés souvent diamétralement opposées.

Les chercheurs de l'Institut des substances naturelles du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) ont rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant à la fois des objets et...) possible cette réaction hyper-sélective grâce à la catalyse (La catalyse est l'action d'une substance appelée catalyseur sur une transformation chimique dans le but de modifier sa vitesse de réaction. Le...) organométallique (Un organométallique est un composé chimique comportant au moins une liaison carbone-métal. Il est néanmoins courant que l'on désigne sous ce terme l'ensemble des composés combinant un métal et un composé organique. Les...). La combinaison (Une combinaison peut être :) d'un nouveau complexe de rhodium (utilisé en faible quantité), d'un nouveau donneur d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique diazote N2, constituant...) et d'un réactif oxydant leur permet de générer un intermédiaire de type "rhodium-nitrène". Ce complexe joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à mastiquer.) le rôle d'"agrafeuse" en introduisant directement le groupement azoté sur la liaison C-H énantiotopique ciblée. Cette méthode permet d'obtenir en grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) des produits à haute valeur ajoutée difficiles à préparer par d'autres stratégies, à partir de réactifs simples et manipulables sans précaution particulière.

Les chercheurs envisagent déjà d'appliquer ce nouveau procédé à des produits naturels pour moduler leur activité biologique, mais aussi aux alcanes simples ou paraffines issus de la pétrochimie (La pétrochimie est la science qui s'intéresse à l'utilisation des composés chimiques de base issus du pétrole pour fabriquer d'autres composés...), afin d'obtenir des molécules fonctionnalisées en peu d'étapes.


© Philippe Dauban

Reférence publication
Catalytic Enantioselective Intermolecular Benzylic C(sp^3)-H Amination

Ali Nasrallah, Vincent Boquet, Alexandra Hecker, Pascal Retailleau, Benjamin Darses, Philippe Dauban.
Angew. Chem. Int. Ed. - Avril 2019

DOI: 10.1002/anie.201902882

Notes:
(1) Deux molécules énantiomères sont symétriques dans un miroir mais non superposables, comme la main gauche et la main droite.


Contacts chercheurs:
- Philippe Dauban - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent d'importantes...) (ICSN UPR2301) - philippe.dauban(at)cnrs.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter-...) - inc.communication(at)cnrs.fr
- Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie, une machine à broyer, piler, pulvériser diverses...) - INC & Institut parisien de chimie moléculaire - inc.communication(at)cnrs.fr
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