De nombreux produits et médicaments naturels présentent un motif dit dicarbonyle - dans certains cas, cependant, leur préparation pose un défi aux chimistes organiques. Dans leurs travaux les plus récents, Nuno Maulide et ses collègues de l'Université de Vienne présentent une nouvelle voie pour ces molécules. Ils utilisent des composés soufrés oxydés, même si le soufre n'est pas inclus dans le produit final. Les résultats sont maintenant publiés dans Science .

Les chimistes organiques sont constamment à la recherche de nouvelles molécules pour de nouveaux médicaments et matériaux. Pour synthétiser des molécules, ils analyseront les groupes fonctionnels présents au sein de la cible et choisiront une stratégie adaptée en conséquence. Cependant, pour certaines molécules, identifier une stratégie appropriée peut être très difficile, par exemple, lorsque les distances entre les fonctionnalités de la molécule ne correspondent pas à la polarité « naturelle » des précurseurs potentiels.

Un exemple classique est celui où deux doubles liaisons carbone-oxygène (également appelées groupes "carbonyle") sont séparées par quatre atomes de carbone. "Ces 1, Les composés 4-dicarbonylés sont nettement plus difficiles à fabriquer que les 1 correspondants, 3- ou 1, 5-analogues, et c'est quelque chose que nous enseignons à chaque étudiant en chimie organique I à l'Université de Vienne, " dit Nuno Maulide, professeur de synthèse organique à l'Institut de chimie organique de l'Université.

Pour réaliser ces motifs en labo, aucune bonne stratégie n'existe. "Ce que nous enseignons à nos étudiants, c'est que l'inversion de polarité de l'un des partenaires de réaction est requise, mais il n'y a pas vraiment de bonne solution au problème, " dit Maulide. C'est un problème grave, comme 1, Les 4-dicarbonyles sont présents dans de nombreux produits naturels, cibles médicamenteuses et plusieurs inhibiteurs d'enzymes utilisés dans les produits pharmaceutiques.

Nuno Maulide et ses collègues du département de chimie organique de l'Université de Vienne ont maintenant développé une nouvelle voie synthétique vers ces structures en utilisant des réactifs appelés sulfoxydes, une espèce oxydée de soufre. "Ce qui rend notre méthode si fascinante, c'est que le soufre est impliqué de manière décisive dans la réaction, mais il n'apparaît même pas dans la molécule finale, " explique Immo Klose, DOC-fellow de l'Académie autrichienne des sciences et co-premier auteur de l'étude. "C'est aussi ce qui rend cette réaction intrigante, car il n'est pas évident à première vue comment les matières premières forment le produit, " dit Klose. En effet, pendant la réaction, le soufre quitte la molécule réactive de manière dite "sans trace", ce qui signifie qu'il n'est pas présent dans les produits finaux.

Non seulement le partenaire sulfoxyde est critique dans la réaction, les chercheurs ont montré qu'en choisissant le bon sulfoxyde de départ, chacun des quatre isomères possibles du produit peut être obtenu sélectivement. « Nos réactifs sulfoxyde ont deux positions qui peuvent être modifiées :le soufre lui-même et les deux carbones qui lui sont connectés. Cela nous donne quatre combinaisons possibles, " explique Dainis Kaldre, ancien postdoctorant à l'Institut de chimie organique et co-premier auteur. "La grande chose est, en alternant entre ces 4 combinaisons possibles, nous ajustons efficacement la réaction en délivrant sélectivement chacune des quatre configurations du produit final possibles, " dit Kaldre. Cela rend la méthode extrêmement générale et puissante.

De nouvelles molécules médicamenteuses débloquées

"La flexibilité de notre méthode peut maintenant être utilisée pour fabriquer une quantité époustouflante de molécules qui n'étaient même pas envisageables auparavant, " explique Maulide. Le groupe l'a déjà montré dans le premier rapport de la revue Science , dans lequel ils démontrent un moyen simple de fabriquer des inhibiteurs de métalloprotéinases matricielles. "Il n'y avait pas de bonne façon de fabriquer ces composés. En particulier, il était très difficile de faire une configuration spécifique de manière sélective; maintenant, avec notre méthode, nous pouvons faire n'importe laquelle des 4 possibilités, à volonté, " dit Maulide.

Les espèces réactives avec lesquelles les sulfoxydes sont combinés sont des intermédiaires quelque peu exotiques appelés « cations vinyle ».

« Il est remarquable de voir à quel point la recherche fondamentale sur les « molécules exotiques » peut si facilement aboutir à des percées pour la société. C'est un rappel très bienvenu - et opportun - de l'immense valeur qui réside dans l'investissement dans la recherche fondamentale, " ainsi conclut Maulide.