Les photorécepteurs chez les vertébrés se composent généralement de deux parties incolores distinctes :un pigment organique et une protéine. Combiné, ils créent un coloré, molécule photosensible appelée ion iminium qui déclenche la vision lors d'une excitation lumineuse. Inspiré par ce mécanisme, une équipe de chercheurs de l'Institut de Recherche Chimique de Catalogne (ICIQ) a créé une nouvelle famille de produits durables, catalyseurs respectueux de l'environnement qui peuvent être activés à l'aide de LED violettes.

Modifier chimiquement l'acide aminé naturel proline, les chimistes ont conçu un ensemble d'organocatalyseurs aux propriétés intéressantes. Lorsque les catalyseurs réagissent avec le substrat, ils forment des ions iminium comme ceux des rétines. "Cette transformation entraîne un changement de couleur visuel. Par conséquent, on peut savoir quand l'intermédiaire est formé, " explique Mattia Silvi, premier auteur de la Chimie de la nature papier. "Puis, il suffit de l'activer à l'aide d'une LED violette et le produit de la réaction chimique sera prêt en quelques heures. les catalyseurs ont été soigneusement conçus pour induire la formation d'isomères à une main des produits chiraux appelés énantiomères, qui sont très utiles pour l'industrie pharmaceutique. En général, les énantiomères simples ont moins d'effets indésirables et un profil thérapeutique amélioré.

"Bien qu'il s'agisse d'un mécanisme bien connu en biochimie, la photo-excitation des ions iminium n'avait pas encore été utilisée pour fabriquer des molécules chirales, " dit Paolo Melchiorre, Chef de groupe ICIQ et professeur ICREA, qui a dirigé l'étude. « Grâce à cette approche inédite, déclenché par la lumière visible, nous pouvons obtenir des produits impossibles à réaliser par les transformations traditionnelles activées thermiquement, " il ajoute.

Une autre caractéristique clé de ces nouveaux catalyseurs est leur implication dans la durabilité. Ce sont des catalyseurs organiques, et comme ils ne contiennent aucun métal, ils sont beaucoup moins chers et plus faciles à manipuler. En plus d'éviter le besoin de catalyseurs coûteux au palladium ou au ruthénium, les produits de ces réactions déclenchées par la lumière sont plus faciles à purifier. Aussi, ces catalyseurs ne nécessitent pas d'activation thermique, permettant aux chimistes de développer facilement des transformations à température ambiante.

Les dérivés de la proline sont parmi les organocatalyseurs les plus populaires en chimie. D'où, cette nouvelle découverte pourrait avoir de larges implications. Étendre les applications de ces catalyseurs à d'autres transformations chimiques pourrait réduire leur impact environnemental tout en donnant accès à des molécules chirales jusqu'alors inconnues.