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En direct des laboratoires de l'institut de Chimie

 

Molécules thérapeutiques : l'électrochimie pulsée pour une synthèse sélective

Des chercheurs de l’Institut des Sciences Moléculaires (CNRS/Université Bordeaux/Bordeaux INP) et leurs collègues thaïlandais ont conçu une méthode plus efficace que les précédentes pour produire de façon sélective des molécules thérapeutiques chirales, afin de limiter les effets potentiellement indésirables de certains médicaments. Ces travaux reposent sur l’utilisation de l’électrochimie pulsée et font l’objet d’une publication dans la revue Nature Communications.

 

L’électrochimie pulsée vient optimiser la production de molécules thérapeutiques, en limitant la toxicité potentielle de certains médicaments. Des chercheurs de l’Institut des Sciences Moléculaires (CNRS/Université Bordeaux/Bordeaux INP) et une équipe du Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology (VISTEC) à Rayong en Thaïlande proposent en effet une nouvelle approche très efficace pour mieux sélectionner les formes moléculaires à effet thérapeutique.

Les molécules chirales se présentent sous deux formes appelées « énantiomères » : ces deux entités moléculaires sont des images l'une de l'autre dans un miroir mais ne sont pas superposables. Jusqu'à il y a dix ans, les mélanges comportant deux énantiomères en proportions égales, plus faciles à produire, dominaient le marché pharmaceutique. Mais les propriétés pharmaceutiques de deux énantiomères peuvent être très différentes, l’un étant bénéfique, l’autre au mieux sans effet et au pire toxique. Par conséquent, les scientifiques ont développé des stratégies pour synthétiser de nouveaux médicaments de façon énantiosélective, pour s’affranchir de l’énantiomère ayant des effets potentiellement indésirables.

Pour ne retenir qu’un énantiomère sur deux, la nouvelle approche des chercheurs utilise un métal comme matrice de conservation de l’information chirale. La molécule chirale est utilisée comme moule (« template ») et on fait croître le métal autour. Après extraction de la molécule cible de la matrice, on obtient un matériau possédant des cavités moléculaires avec une structure représentant le négatif de la molécule initiale. Par conséquent, ces matériaux peuvent servir en tant qu’électrode pour diriger une synthèse électrochimique vers la formation préférentielle de l’énantiomère dont la structure a été imprimée. Cependant, l’électrode possède aussi, en plus des sites imprimés, des sites non-imprimés sur lesquels la réaction va se dérouler de façon non-sélective : des énantiomères toxiques peuvent encore être produits.

Le groupe Nanosystèmes Analytiques de l’Institut des Sciences Moléculaires de Bordeaux et leurs collègues thaïlandais proposent une approche originale pour éviter ces énantiomères indésirables. Le succès du concept repose sur l’utilisation de l’électrochimie pulsée. Au lieu d’imposer un potentiel continu à l’électrode, celle-ci est mise sous tension uniquement pendant des temps très courts de quelques secondes, suivi d’un temps de relaxation. Ceci permet de discriminer les sites imprimés et non-imprimés, et par conséquent de cibler préférentiellement les sites imprimés pour la formation privilégiée d’un des deux énantiomères. Une optimisation des paramètres expérimentaux a ainsi mené à des excès énantiomériques de plus de 90 %. La synthèse par électrochimie pulsée permet donc un accès plus spécifique aux molécules chirales thérapeutiques.

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Illustration de la synthèse enantiosélective basée sur le phénomène d’impression de sites chirale sur une surface métallique.

©Chularat Wattanakit

 

 

Références

Chularat Wattanakit, Thittaya Yutthalekha, Sunpet Asssavapanumat, Veronique Lapeyre, Alexander Kuhn
Pulsed electroconversion for highly selective enantiomer synthesis.
Nature Communications – Décembre 2017
DOI:10.1038/s41467-017-02190-z

 

Contacts chercheurs

Alexander Kuhn, ISM UMR 5255, Université de Bordeaux
Courriel : kuhn@enscbp.fr
T 05 40 00 65 73

 

Contacts institut

Sophie Félix, Stéphanie Younès, INC Communication

 

25 janvier 2018

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