Synthèse en une étape de molécules thérapeutiques par méchanochimie

Un des principaux enjeux de recherche en synthèse de molécules biologiquement actives, dont font partie les médicaments, est le développement de méthodes plus respectueuses de l'environnement. Englobées sous le terme de « chimie verte », les problématiques d'efficacité, de gestion des déchets et de consommation d'énergie sont abordées dans ces recherches.

La mécano-chimie, qui permet d’induire une réaction chimique grâce à l’apport direct d’énergie mécanique, répond en partie à cet enjeu. Appliquée dès les années 80 à la synthèse organique, la mécano-chimie s'est rapidement imposée comme une approche efficace et durable pour la préparation de molécules thérapeutiques. Ainsi, la "mécano-chimie pharmaceutique" est un domaine en rapide expansion qui englobe la préparation de médicaments et d'ingrédients pharmaceutiques actifs.

Dans ce contexte, des chimistes du CNRS* ont revisité une réaction très importante en chimie médicinale : la réaction de Biginelli. Cette réaction, découverte en 1893, est un classique des réactions en cascade à plusieurs composants qui permet d’obtenir en une étape des produits à haute fonctionnalité pharmacologique et activité biologique (agents anticancéreux, antipaludiques et anti-VIH entre autres). Les scientifiques sont partis de la lawsone,** de divers benzaldéhydes et d’urées pour mener une série de réactions de Biginelli dans des conditions mécano-chimiques (broyeur planétaire). De manière surprenante, le produit classique de Biginelli (une molécule cyclique) n'a pas été observé dans les diverses conditions expérimentales étudiées. Les conditions mécano-chimiques conduisent à la formation d'une nouvelle série de dérivés de Biginelli linéaires avec des rendements élevés. Ces résultats sont en accord avec les calculs théoriques par DFT. Les produits peuvent ensuite être modifiés, fonctionnalisés ou cyclisés pour conduire à une vaste librairie de composés biologiquement actifs recherchés.

Ces résultats, publiés dans la revue RSC Mechanochemistry, ouvrent la voie vers de nouvelles stratégies durables de synthèse de molécules thérapeutiques et autres principes actifs.

^*Au Laboratoire de chimie de coordination (LCC - CNRS) et à l’Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les matériaux (IPREM - CNRS/Université de Pau Pays de l’Adour)

^**la lawsone, ou 2-hydroxy-1,4-naphtoquinone, est un composé organique de la famille des naphtoquinones naturellement présent dans les feuilles de henné.

Rédacteur : AVR