Les molécules énantiomères se ressemblent comme les mains droite et gauche. Alors que les deux variantes surviennent normalement dans les réactions chimiques, souvent, un seul d'entre eux est efficace en biologie et en médecine. Jusqu'ici, la conversion complète de ce mélange en l'énantiomère souhaité a été jugée impossible. Déployer une méthode photochimique, une équipe de l'Université technique de Munich (TUM) a désormais réussi cet exploit. L'image montre les premiers auteurs Alena Hoelzl-Hobmeier et Andreas Bauer ainsi que le professeur Thorsten Bach (au centre) avec les deux énantiomères de l'un des allènes étudiés. Crédit :Uli Benz / TUM
Les molécules énantiomères se ressemblent comme les mains droite et gauche. Les deux variantes surviennent normalement dans les réactions chimiques. Mais fréquemment, une seule des deux formes est efficace en biologie et en médecine. La conversion complète de ce mélange en l'énantiomère souhaité a été jugée impossible. Cependant, via une méthode photochimique, une équipe de l'Université technique de Munich (TUM) a désormais réussi cet exploit.
Produire des principes actifs aux propriétés très spécifiques - caractéristiques antibactériennes, par exemple, n'est pas toujours si facile. La raison :Beaucoup de ces composés organiques sont chiraux. Ils ont deux formes d'image miroir, soi-disant énantiomères.
Cette petite différence peut être conséquente car les deux énantiomères peuvent avoir des propriétés différentes. Alors que l'un a un effet curatif, l'autre pourrait être inefficace ou même provoquer des effets secondaires indésirables.
Gagner du temps, énergie et ressources
"Pendant longtemps, des chercheurs du monde entier ont cherché des moyens de synthétiser sélectivement uniquement l'énantiomère souhaité à partir d'un racémate, " explique le Pr Thorsten Bach, Chaire de chimie organique à l'Université technique de Munich. Cependant, cela a été très difficile, puisque les réactions chimiques produisent généralement les deux variantes de la molécule.
Avec son équipe, le chercheur a maintenant développé une méthode avec laquelle l'énantiomère souhaité peut être obtenu à partir d'un racémate, le mélange des deux énantiomères, à des concentrations élevées allant jusqu'à 97 pour cent.
Le groupe allénique de l'énantiomère indésirable est beaucoup plus proche du sensibilisateur thioxanthone et est donc converti en la forme souhaitée. Crédit :S. M. Huber et A. Bauer / TUM
Plutôt que d'extraire minutieusement les molécules miroir indésirables du mélange, les chercheurs utilisent une réaction photochimique pour les transformer en le produit final souhaité. "Cela fait gagner du temps, énergie et ressources car toutes les molécules sont utilisées et vous n'avez pas besoin d'en jeter la moitié, " explique Bach.
Un catalyseur pour les "bons" composés
Le secret de la transformation est un catalyseur photochimique spécial. Initialement, le sensibilisateur thioxanthone a été développé pour les photocycloadditions [2 + 2]. Le colorant est lui-même chiral et ne convertit donc spécifiquement qu'un des énantiomères en l'autre. En l'espace de quelques minutes, l'équilibre se déplace en faveur de la molécule désirée. Les images miroir indésirables disparaissent.
Les chimistes ont testé avec succès leur nouvelle méthode sur divers mélanges moléculaires de la classe structurale des allènes. « Nous avons ainsi pu démontrer qu'une catalyse sélective et efficace pour préparer des composés énantiopurs à partir de racémates est fondamentalement possible, " dit Bach.
