Des chercheurs enfreignent une règle fondamentale de la chimie pour créer une nouvelle classe de molécules

Les scientifiques ont récemment découvert qu’une règle fondamentale de la chimie organique, la règle de Bredt, pouvait être contournée. S’appuyant sur cette découverte, ils ont réussi à créer une nouvelle classe de molécules – auparavant considérées comme trop instables pour être produites. Ils ont ensuite utilisé ces molécules pour façonner des composés exotiques, ouvrant ainsi la voie au développement de nouveaux médicaments.

Les molécules organiques riches en carbone telles que les oléfines – également appelées alcènes – se distinguent par leurs formes spécifiques dues à leurs doubles liaisons. Dans ces composés, deux atomes de carbone partagent deux paires d’électrons, ce qui les rend particulièrement convoités en chimie de synthèse. En effet, ces liaisons carbone-carbone sont facilement manipulables, permettant la création d’une large gamme de produits pharmaceutiques, ce qui explique leur utilisation fréquente dans le développement de nouveaux traitements.

La règle de Bredt, établie en 1902 par le chimiste allemand Julius Bredt, régit les petites molécules bicycliques pontées. Bredt avait affirmé qu’une double liaison ne pouvait pas se former à partir de la position dite « tête de pont », là où les cycles moléculaires se rejoignent. Cette règle, codifiée en 1924, est devenue un pilier de la chimie, reconnue par l’IUPAC (Union internationale de chimie pure et appliquée) et enseignée dans les manuels scolaires depuis un siècle.

Pourtant, une équipe de chercheurs audacieux a remis en cause cette règle bien établie. Ils ont réussi à synthétiser des oléfines « anti-Bredt », auparavant considérées comme impossibles à produire. Neil Garg, professeur de chimie et de biochimie à UCLA, a déclaré dans un communiqué : « Les gens n’explorent pas les oléfines anti-Bredt parce qu’ils pensent que ce n’est pas pratique « . Il ajoute : « Nous ne devrions pas avoir de règles aussi rigides – ou, s’il y en a, elles devraient être considérées comme des lignes directrices et non comme des lois immuables. Ces règles limitent la créativité scientifique lorsqu’elles sont jugées insurmontables « .

Pseudohalogénures de silyle : un rôle central dans l’innovation

Des recherches antérieures avaient déjà suggéré la faisabilité des oléfines anti-Bredt, mais selon Garg, les tentatives ont échoué en raison de l’instabilité et de la grande réactivité de ces molécules, rendant les réactions difficiles et les produits compliqués à isoler.

Dans son étude publiée dans la prestigieuse revue
ScienceL’équipe de Garg a innové avec une approche intelligente. Ils ont utilisé des pseudohalogénures de silyle couplés à une source de fluorure pour déclencher une réaction chimique. Cette méthode permet d’éliminer des groupes d’atomes, transformant ainsi les molécules en oléfines anti-Bredt.

Structure squelettique d’une oléfine anti-Bredt. Les barres grises représentent des liaisons simples entre atomes de carbone, tandis que les barres rouges représentent une double liaison. © Neil Garg

 » Cette étude démontre, contrairement à une croyance centenaire, que les chimistes peuvent synthétiser et utiliser des oléfines anti-Bredt pour fabriquer des composés précieux. », dit Garg. Pour stabiliser ces nouvelles molécules, l’équipe a utilisé divers agents de piégeage, des composés chimiques capables de capturer les molécules instables lors de leur transformation.

Grâce à ces efforts, Garg et ses collègues ont pu isoler et analyser ces structures complexes.  » Dans l’industrie pharmaceutique, des efforts considérables sont déployés pour développer des réactions chimiques conduisant à des structures tridimensionnelles, car elles peuvent conduire à la découverte de nouveaux médicaments. », conclut Garg.

Source : Sciences