La synthèse de molécules complexes comme les médicaments nécessite un procédé qui implique parfois plusieurs phases qui augmentent son coût et durcissent l'accès au produit.
Désormais, une équipe de l'UB a conçu une nouvelle approche méthodologique qui associe des réactions multicomposants à des processus de type domino – des transformations continues sur un seul composé – pour faciliter la synthèse de molécules complexes structurellement élevées.
L'étude, publiée dans la revue Édition internationale d'Angewandte Chemie, est dirigé par le professeur Rodolfo Lavilla, de la Faculté de pharmacie et des sciences de l'alimentation et de l'Institut de biomédecine (IBUB) de l'Université de Barcelone.
L'étude, dont les premiers signataires sont les chercheurs Ouldouz Ghasghaei et Marina Pedrola (UB-IBUB), compte sur la participation d'experts de l'Université Masaryk (République tchèque) et du Leibniz Research Institute for Environmental Medicine (Allemagne).
Réactions multi-composants: plus de simplicité et d'efficacité
Les réactions à plusieurs composants sont des protocoles qui facilitent la synthèse chimique de nouveaux composés de haute complexité et de diversité structurelle. Ces réactions peuvent former plusieurs liaisons et générer de nouvelles molécules avec un minimum de trois réactifs.
Ces procédés sont très directs et permettent d'obtenir des molécules de manière rapide et efficace (simplicité, économie d'atomes, etc.) par rapport aux procédés traditionnels. Ce sont aussi les voies de synthèse les plus durables d'un point de vue environnemental (économie de ressources, moins de déchets, etc.).
Dans l'étude, les experts créent le principe principal par lequel le changement de polarité d'un réactif dans un processus à plusieurs composants déchaîne les réactions de dominos qui permettent d'accéder à une connectivité complexe. Ce principe expliquerait de nombreuses transformations et faciliterait la conception de nouveaux procédés dans le domaine de la chimie synthétique.
Selon Lavilla, le nouveau principe a été développé « avec des noyaux d'indole, un hétérocycle présent dans de nombreuses molécules naturelles, et en particulier dans les médicaments. De plus, les composés préparés avec cette méthodologie présentent une forte variabilité structurelle (anneaux fusionnés linéaires et angulaires, composés rigides ou flexibles, etc.) « .
Dans le domaine biologique, la plupart des produits synthétisés par les chercheurs « présentent une activité puissante en tant que ligands du récepteur aryl hydrocarboné », ajoute-t-il, « une molécule à rôle déterminant dans plusieurs processus biologiques considérée comme une cible pharmacologique potentielle pour le développement de nouveaux médicaments « .
Jusqu'à présent, seuls quelques cas spécifiques de réactions à plusieurs composants associés à un processus domino avaient été décrits. « Les réactions dominos et multicomposants sont très complexes à une échelle mécaniste. Il existe de nombreuses liaisons, et de nombreuses phases élémentaires, des intermédiaires de réaction, etc. », note le chercheur.
Il ajoute qu'en fusionnant ces deux familles de réactions en un seul processus « nous augmentons extraordinairement la complexité synthétique. Par conséquent, nous considérons la description de ces processus comme une avancée pour les généraliser et les étendre en combinaisons en chimie synthétique ».
Technologie pour une chimie plus verte
Les réactions multi-composants ont facilité le développement de nouvelles molécules d'intérêt pharmaceutique et biomédical (sondes biologiques, fluophores, molécules complexes). Ces techniques sont de plus en plus exploitées par d'autres secteurs industriels chaque jour.
Cependant, il existe très peu de réactions générales à plusieurs composants – environ une douzaine par rapport aux centaines de réactions biomoléculaires -, ce qui limite son applicabilité. En ce sens, une grande activité scientifique est menée dans ce domaine pour faciliter l'accès à ce type de connectivité générale à travers ces réactions, et permettre son application au développement de tous types de composés organiques à grande échelle (médicaments, plastiques , engrais, etc.). «
Rodolfo Lavilla, chercheur, Université de Barcelone
La source:
Référence du journal:
Lavilla, R., et al. (2020) Réactions à plusieurs composants étendues avec les aldéhydes indoliques. Accès à des échafaudages polyhétérocycliques sans précédent, ligands du récepteur d'hydrocarbure aryle. Édition internationale d'Angewandte Chemie. doi.org/10.1002/anie.202011253.