Chimie click : une chimie qui simplifie la physique, la médecine et la biologie

La "chimie click" vise à assembler n'importe quels blocs moléculaires grâce à un ensemble limité de réactions réalisées dans des conditions douces.

Cet article est issu du magazine Les Indispensables de Sciences et Avenir n°216 daté janvier/ mars 2024.

Créer des molécules organiques complexes en un minimum d'étapes est une gageure pour le chimiste. Mais pas avec la "chimie click", dont l'approche vise à assembler n'importe quels blocs moléculaires grâce à un ensemble limité de réactions "qui doivent avoir lieu dans des conditions douces - pas de haute température ni de pression - et donner des rendements élevés sans former de produit indésiré", explique Frédéric Taran, du Service de chimie bioorganique et de marquage de l'Institut Frédéric-Joliot. Cette technique a été mise au point indépendamment en 2002 par l'Américain Barry Sharpless et le Danois Morten Meldal, qui décrocheront le prix Nobel 2022.

"Simple et efficace"

Leur idée : pour unir deux blocs moléculaires, on les équipe à l'une de leurs extrémités d'une petite unité organique ayant une forte affinité pour celle accrochée à l'autre. Il s'agira d'un azoture, soit trois atomes d'azote liés entre eux, et d'un alcyne, soit deux atomes de carbone associés par une triple liaison. Avec du cuivre en guise de catalyseur, l'azoture et l'alcyne réagiront rapidement pour former un anneau très stable unissant les deux chaînons atomiques.

"Simple et efficace, la chimie click, voire multi-click, a été adoptée par tous les chimistes organiciens, qui l'ont déclinée pour fabriquer des médicaments, des matériaux, etc., s'enthousiasme Frédéric Taran. Mais c'est dans l'imagerie cellulaire et les thérapies ciblées que ses applications sont remarquables."

Adapter la chimie click au vivant

Co-lauréate du Nobel, l'Américaine Carolyn Bertozzi a ainsi transposé ce concept en biologie pour améliorer la chimie dite "bioorthogonale" qui permet, au sein d'une cellule, de réaliser des réactions artificielles ne perturbant pas ses processus habituels. Pour se passer du cuivre, non biocompatible, elle a eu recours à un type d'alcyne dit cyclique, coincé dans un anneau de carbone, ce [...]

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