Une stratégie pour inverser la chiralité d'une molécule hélicoïdale contenant du métal contrôlant la vitesse de la réponse est rapportée dans Chimie, Un journal européen par des chercheurs de l'Université de Kanazawa.

Les molécules chirales ne peuvent pas être superposées à leurs images miroir, comme les mains. Les deux images miroir d'une molécule, un droitier, l'autre gaucher, sont appelés énantiomères. La plupart des molécules utilisées dans les médicaments sont chirales, et un seul énantiomère est efficace (l'autre peut même être toxique), ainsi être capable de contrôler et de manipuler la chiralité des molécules est d'une importance primordiale pour un large éventail d'applications.

Certaines molécules peuvent subir un changement de chiralité en réponse à des stimuli externes. En particulier, molécules hélicoïdales dynamiques, qui sont dans un équilibre dynamique entre les formes droitier et gaucher, ont été montrés pour changer de chiralité lors de l'exposition à la lumière, Chauffer, Réactions redox, changements de pH ou liaison avec d'autres molécules, par exemple en insérant des molécules organiques au centre métallique du complexe hélicoïdal. Cependant, cette dernière option est difficile à mettre en œuvre et très peu d'exemples réussis ont été signalés jusqu'à présent.

Shigehisa Akine de l'Université de Kanazawa, au Japon, et ses collègues présentent maintenant un complexe hélicoïdal (un métallocryptand de cobalt (III) hélicoïdal) dans lequel des changements d'hélicité peuvent être déclenchés en introduisant une variété de molécules organiques dans la structure hélicoïdale. En remplaçant un ligand par un autre ligand approprié, l'hélicité peut être inversée, et la vitesse du changement peut être contrôlée par la réactivité des ligands, ce qui est beaucoup plus simple à faire en pratique que ce qui est proposé dans d'autres protocoles.

La molécule présentée par les auteurs a une structure en triple hélice bien définie, et six ligands aminés qui sont coordonnés à trois centres octaédriques de cobalt(III). Les ions cobalt (III) forment normalement des complexes inertes et ne subissent pas d'échanges de ligands, mais les ions cobalt (III) dans cette structure hélicoïdale subissent un échange de ligand entre les amines. Les auteurs ont démontré la dépendance de la vitesse de réponse sur la combinaison d'amines chirales et achirales en tant que ligands de départ et d'entrée, respectivement, en conséquence de la différence de réactivité des fragments contenant du Co. Plusieurs combinaisons d'amines ont été testées, et il a été démontré que différentes amines chirales stabilisent les hélicités opposées.

"Nous pensons que ces résultats ouvriront la voie au développement de nouveaux matériaux fonctionnels dans lesquels les vitesses de réponse peuvent être contrôlées et la fonction souhaitée est programmable dans le temps à l'aide d'un stimulus chimique approprié, " disent les auteurs.

Molécules chirales

De nombreuses molécules biologiques sont chirales :des exemples incluent l'ADN et les sucres. Deux molécules de chiralité opposée, deux énantiomères, ont exactement la même composition et la même structure fonctionnelle, mais des formes qui sont des images miroir les unes des autres. Ils ont les mêmes propriétés physiques et chimiques isolément, mais pas lorsqu'ils interagissent avec d'autres molécules chirales. Pour des raisons encore inconnues, tous les acides aminés naturels ont quitté la chiralité, ainsi la biochimie humaine est spécifique à la chiralité, donc nous réagissons différemment, par exemple, aux deux énantiomères d'un médicament. Certaines molécules chirales sont même perçues comme ayant des odeurs très différentes.

Amines

Les amines sont des composés qui contiennent un atome d'azote et une seule paire d'électrons. Les acides aminés sont un exemple frappant de molécules contenant des amines. Les amines trouvent des applications dans de nombreux contextes différents, y compris la fabrication de caoutchoucs, colorants et médicaments. Certaines amines sont connues comme de bons ligands pour les métaux de transition pour donner des composés de coordination.