La chiralité est une propriété fondamentale de nombreuses molécules organiques et signifie que les composés chimiques peuvent apparaître sous une seule forme, mais aussi sous deux formes d'image miroir. Les chimistes de l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg ont maintenant trouvé un moyen d'induire spontanément la chiralité dans les cristaux, substances cristallines liquides et liquides, sans nécessiter aucune influence extérieure. Les résultats pourraient être importants pour le développement de nouvelles substances actives et pour la science des matériaux. L'étude a été publiée récemment dans Sciences chimiques une revue internationale publiée par la Royal Society of Chemistry.

La chiralité est présente dans presque toutes les molécules présentes dans la nature. "Les molécules sont des arrangements spatiaux d'atomes interconnectés. De nombreuses molécules, cependant, n'ont pas qu'une seule forme, mais au moins deux, " explique le professeur Carsten Tschierske, un chimiste à MLU. Lorsque ces formes sont des images miroir les unes des autres, on parle de chiralité.

Les deux formes d'image miroir sont produites en nombre égal au cours de réactions chimiques normales en laboratoire. "Toutefois, les choses se passent différemment dans la nature :les glucides, les acides aminés et les acides nucléiques n'ont qu'une seule forme dominante, " explique Tschierske. Et pour cause :par exemple, les acides nucléiques portent des informations sur notre ADN. La moindre modification de notre matériel génétique peut entraîner des maladies graves. "Si chaque acide nucléique avait deux formes, la structure de notre ADN serait chaotique car il y aurait trop de variations possibles. La vie telle que nous la connaissons serait impossible, " déclare Tschierske.

Le processus exact qui a autrefois créé la chiralité uniforme dans ces molécules est encore inconnu. Par ailleurs, on a longtemps supposé que les mélanges de molécules d'image miroir ne pouvaient se séparer que spontanément dans les matériaux cristallins. Cependant, dans une étude publiée dans Chimie de la nature en 2014, L'équipe de Tschierske a pu montrer que ce phénomène de clivage chiral peut également être observé dans les liquides. "C'est important parce que les origines de la vie se trouvent dans les systèmes aqueux liquides, " explique le chimiste.

Dans cette nouvelle étude, son équipe est allée plus loin. Les chercheurs ont trouvé un moyen non seulement de générer de la chiralité dans les liquides, mais aussi de le transférer spécifiquement sur des matériaux cristallins liquides et cristallins sans encourir de pertes. Pour faire ça, les scientifiques ont utilisé du benzile, une molécule normalement achirale, en d'autres termes, n'a pas d'image miroir, mais peut être tordu de manière à le rendre chiral. "Nous savions déjà que le benzile pouvait cristalliser sous une forme chirale uniforme, " dit Tschierske. En modifiant cette molécule, les chercheurs ont pu générer spontanément des molécules avec une chiralité uniforme même à l'état liquide et maintenir cet état pendant les conversions. "Ces résultats contribuent à notre compréhension de la formation d'une biochiralité uniforme. En même temps, notre approche peut également être utilisée pour synthétiser des molécules et des matériaux chiraux, sans nécessiter de précurseurs chiraux coûteux, " explique Tschierske.

L'étude menée à Halle contribue à notre compréhension de la façon dont la biochiralité uniforme pourrait s'être développée il y a des millions d'années. À la fois, il fournit de nouvelles informations sur la façon dont la chiralité peut être générée spontanément. Il existe un large éventail d'applications :par exemple, les substances chirales peuvent être utilisées comme principes actifs en médecine. Les résultats de la recherche pourraient également être utilisés dans une grande variété de matériaux, par exemple dans le traitement optique de l'information.