De nouveaux organocatalyseurs peuvent concurrencer les enzymes

Intérêt particulier pour les industries chimiques et pharmaceutiques

09.05.2022 - Allemagne

L'organocatalyse offre non seulement une alternative imaginable aux processus catalytiques classiques, mais elle est même plus efficace dans de nombreux cas - et présente donc un intérêt particulier pour les industries chimique et pharmaceutique.

Il y a plus de 20 ans, Ben List et son collègue écossais David MacMillan ont découvert que, outre la catalyse métallique et la biocatalyse, il existe une autre forme générale de catalyse importante pour la production sélective de molécules : l'organocatalyse. List et MacMillan ont reçu le prix Nobel de chimie 2021 pour cette découverte. Des milliers de scientifiques du monde entier travaillent aujourd'hui dans ce domaine. Récemment, Benjamin List et son équipe ont montré dans un nouvel article que l'organocatalyse offre non seulement une alternative imaginable aux processus catalytiques classiques, mais qu'elle est même plus efficace dans de nombreux cas - et donc particulièrement intéressante pour les industries chimiques et pharmaceutiques.

Lorsque des catalyseurs sont utilisés dans une réaction chimique, le principe du "lock-and-key" joue un rôle important. Pour produire une certaine molécule sans sous-produits indésirables, il faut trouver un catalyseur qui convienne exactement. Cette tâche est particulièrement difficile dans le cas des molécules chirales, c'est-à-dire des particules constituées d'"ingrédients" identiques mais qui sont des images miroir les unes des autres. Étant donné que l'effet de ces molécules en image miroir peut être complètement différent, les scientifiques veulent généralement produire une seule des deux variantes.

Pendant longtemps, les grandes enzymes ont été la méthode de choix ici, surtout pour les petites molécules, explique le chimiste Hui Zhou, qui travaille comme postdoc dans l'équipe de Ben List. Les biocatalyseurs complexes sont aptes, de par leur nature, à servir d'outils pour ces synthèses ciblées, dit-elle. L'équipe de recherche dirigée par List et Zhou a maintenant réussi à traiter de petites cétones, en utilisant des outils beaucoup plus simples.

Le produit est important

Le produit obtenu est important car il intervient dans la synthèse de principes actifs et est donc très utile pour les industries chimique et pharmaceutique. "Des tentatives ont déjà été faites dans le passé pour produire ce produit particulier, avec des catalyseurs métalliques, des enzymes et d'autres organocatalyseurs", explique Hui Zhou. Mais la sélectivité avait toujours été insuffisante. Ben List et Hui Zhou ont maintenant réussi à utiliser des organocatalyseurs de conception nouvelle pour obtenir un rendement meilleur que celui des catalyseurs métalliques, des organocatalyseurs ou des biocatalyseurs conçus en laboratoire.

"Nous espérons que nos travaux inciteront d'autres scientifiques à créer de nouveaux catalyseurs", déclare Ben List, "des organocatalyseurs qui pourront définitivement rivaliser avec la grande sélectivité des enzymes."

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