Des squelettes de composés bioactifs produits simplement en cascade
Publié par Isabelle le 23/10/2019 à 14:00
Source: CNRS INC

Très utiles dans de nombreux domaines, notamment pharmaceutiques et agroalimentaires, les molécules comportant un atome d'azote peuvent être produites en laboratoire. Des scientifiques du Laboratoire d'innovation moléculaire et applications (CNRS/Université de Haute-Alsace/Université de Strasbourg) ont développé une nouvelle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) de synthèse optimisée de ces molécules, grâce à une réaction en cascade à partir de molécules simples, peu onéreuses et de structures variées. Des résultats publiés dans la revue JACS.

Que ce soit dans les domaines pharmaceutiques, agrochimiques, alimentaires, dans des produits naturels du règne animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On réserve aujourd'hui...) ou végétal (Les classifications scientifiques classiques regroupent sous le terme végétal ([veʒetal]/[veʒeto]) plusieurs lignées d'organismes vivants qui, selon l'origine étymologique du terme,...) (Viagra®, Truvada®, Reldan®, vitamines B1 et B12, morphine (La morphine (du grec Μορφεύς, Morphée dieu du sommeil et des rêves) est un alcaloïde de l'opium...) ou strychnine par exemple), ou encore dans des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) comme le graphène (Cet article ne doit pas être confondu avec l’article graphème.) dopé, les atomes 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...) confèrent des propriétés spécifiques aux molécules. Parfois extraits dans la nature, ces composés azotés peuvent être préparés en laboratoire quand les ressources naturelles sont insuffisantes, s'il faut améliorer et optimiser les propriétés visées (comme dans le cas du Taxotère®), ou encore lorsqu'il est nécessaire de créer des molécules inexistantes à l'état naturel. Afin d'améliorer la durabilité des procédés, de réduire les coûts et les temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de synthèse, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en accédant à des architectures (Architectures est une série documentaire proposée par Frédéric Campain et Richard Copans, diffusé sur Arte depuis 1995.) moléculaires toujours plus complexes, de nouvelles stratégies de synthèse doivent être développées. Une équipe du Laboratoire d'innovation moléculaire et applications (CNRS/Université de Haute-Alsace/Université de Strasbourg), en collaboration avec l'Université de Californie (L'université de Californie est une université américaine, fondée en 1868, dont le siège se trouve à Berkeley (Californie), comprenant dix...) (USA) et l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) agricole de Nanjing (Chine), vient ainsi de démontrer que des briques moléculaires très simples, peu onéreuses et de structures variées pouvaient être transformées en des molécules azotées hétérocycliques originales et complexes présentant un grand intérêt en recherche médicale (La recherche médicale se divise en recherche fondamentale et clinique.).

Le processus repose sur une réaction dite en "cascade". Une activation (Activation peut faire référence à :) d'un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner...) d'azote entraîne une réorganisation complète du squelette (Le squelette est une charpente animale rigide servant de support pour les muscles. Il est à la base de l'evolution des vertébrés. Celui ci leur a fourni un avantage sélectif conséquent suite au...) de la brique élémentaire, pourtant peu réactive en temps normal: des liaisons sont brisées et reformées selon un enchaînement planifié au préalable, conduisant finalement à la 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...) souhaitée. Ce stimuli initial permet d'effectuer la séquence dans des conditions simples, sans équipement spécial ni précaution particulière, sur plusieurs grammes de réactif avec une grande efficacité. Des travaux de modélisation moléculaire (La modélisation moléculaire est un ensemble de techniques pour modéliser ou imiter le comportement de molécules.) ont permis de comprendre finement le chemin réactionnel et le rôle du stimuli. Ces résultats permettent de préparer facilement des motifs hétérocycliques azotés qui constituent le squelette de nombreux composés bioactifs utilisés dans le domaine médical.


© ACS Publications/Fang Liu

Références:
Vincent Le Fouler, Yu Chen, Vincent Gandon, Vincent Bizet, Christophe Salomé, Thomas Fessard, Fang Liu, K. N. Houk, and Nicolas Blanchard.
Activating Pyrimidines by Pre-distortion for the General Synthesis of 7‑Aza-indazoles from 2‑Hydrazonylpyrimidines via Intramolecular Diels−Alder Reactions
JACS - Septembre 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b07037
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