Les scientifiques ont brisé un enfant de 100 ans chimie règle pour synthétiser une classe de molécules que l’on pensait auparavant trop instables pour se former.
Les molécules en question violent la règle de Bredt, qui décrit où certains types de liaisons peuvent se produire au sein d’une classe de composés chimiques 3D. Réussir la synthèse de ces molécules « anti-Bredt », comme décrit le 1er novembre dans la revue Sciencepourrait aider les scientifiques à créer de nouveaux types de médicaments.
« S’il existe une règle qui dit que quelque chose est absolument impossible, alors peut-être n’avez-vous tout simplement pas pensé à la bonne façon de le résoudre. Et si vous le faites, ce ne sera peut-être pas aussi difficile que vous le pensez », étudie le premier auteur. Luca McDermottun chimiste organique à l’UCLA, a déclaré à Live Science.
Les molécules anti-Bredt appartiennent à une classe de composés appelés oléfines. Les oléfines ont au moins une double liaison — une liaison chimique forte constituée de deux paires d’électrons — reliant deux carbone atomes. Chacun de ces atomes de carbone se trouve généralement dans le même plan 2D que les autres atomes auxquels il est lié.
Au début du XXe siècle, le chimiste allemand Julius Bredt a étudié les doubles liaisons dans les molécules bicycliques, un groupe de produits chimiques contenant deux structures en forme d’anneau collées ensemble. Pour avoir une idée de la forme de ces molécules bicycliques, imaginez plier en deux deux post-it à cinq faces et les coller dos à dos. Vous vous retrouveriez avec une structure 3D à peu près en forme de Y.
La règle de Bredt, basée sur ses observations en laboratoire, stipule que le carbone atomes aux jonctions de ce « Y » – autrement connu sous le nom de position de tête de pont – ne peuvent pas avoir de double liaison. Étant donné que le carbone de la tête de pont et les atomes environnants ne se trouvent pas tous dans le même plan, Bredt a prédit que l’introduction d’une double liaison au niveau de la tête de pont rendrait la molécule trop instable pour exister.
Aujourd’hui, McDermott et ses collègues ont trouvé un moyen de fabriquer des oléfines anti-Bredt et ont utilisé cette méthode pour synthétiser des molécules 3D complexes. Parce que les oléfines anti-Bredt sont instables et très réactives, l’équipe n’a pas pu les isoler directement dans la nouvelle étude. Au lieu de cela, ils ont ajouté d’autres molécules capables de réagir immédiatement avec les oléfines anti-Bredt et de former des produits plus stables. Cela leur a permis d’expérimenter plusieurs variantes différentes des oléfines anti-Bredt et de leurs produits plus stables.
Les réactions utilisant des oléfines anti-Bredt pourraient ouvrir la voie à de nouveaux types de médicaments, co-auteur de l’étude Neil Gargprofesseur et chimiste à l’UCLA, a déclaré à Live Science. Les structures rigides en 3D pourraient mieux interagir avec les protéines du corps que les composés médicinaux plats existants, a-t-il suggéré.
Les chercheurs ont déclaré qu’ils prévoyaient de synthétiser davantage de composés dotés de structures inhabituelles et d’explorer de nouveaux types de réactivité à l’avenir.
« Si nous pouvons remettre en question (la règle de Bredt) après 100 ans et en repousser les limites, il y a probablement toutes sortes d’autres règles qui attendent d’être réexaminées », a déclaré Garg.
