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14. Stéréoisomérie des molécules organiques

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Un film poreux de nickel pour sélectionner les énantiomères. Comme deux mains posées sur une table, les énantiomères sont des molécules symétriques, de même composition, mais qui ne se superposent pas.

Un film poreux de nickel pour sélectionner les énantiomères

Une différence qui modifie profondément leurs propriétés : un énantiomère thérapeutique peut avoir un pendant toxique. Un acide aminé pour aider à restaurer la mémoire ? Le cerveau consomme une grande partie de l’énergie disponible dans notre organisme.

Un acide aminé pour aider à restaurer la mémoire ?

Pourquoi un élastique chauffe quand il est étiré. Le savant anglais John Gough l’avait remarqué dès 1802 : lorsqu’on échauffe du caoutchouc tendu, il se contracte au lieu de se dilater !

Pourquoi un élastique chauffe quand il est étiré

Une variante de cette expérience est facile à réaliser. Elle consiste à étirer fortement et rapidement un ballon de baudruche depuis son état détendu ; comme l’attestent une caméra thermique ou le simple contact de l’objet avec les lèvres, le matériau ainsi allongé s’échauffe de plusieurs degrés . Inversement, on obtient un refroidissement du même ordre lorsqu’on relâche complètement le caoutchouc après l’avoir maintenu étiré. Comment expliquer ces propriétés inattendues ?

Observing changes in the chirality of molecules in real time. Some molecules can exist in two mirror-image forms, similar to our hands.

Observing changes in the chirality of molecules in real time

Although such so-called enantiomers have almost identical physical properties, they are not the same. The fact that they behave to each other like image and mirror image is called chirality (from the Greek "cheiro" for hand). In nature, however, often only one enantiomer exists, for example in amino acids, DNA or sugars.

The enzymes that produce these molecules are themselves chiral and therefore only produce one type of enantiomer. Bio-inspired nano-catalyst guides chiral reactions. Many medicines are twisted molecules with two mirror image versions, but the body uses only one.

Bio-inspired nano-catalyst guides chiral reactions

Inspired by photosynthetic bacteria, a team at the University of Michigan built a catalyst that guides chemical reactions toward the right version of twisted molecules. It could lead to more efficient production of some medicines. Gauchères ou droitières, les molécules chirales se révèlent - Québec Science. Photochemical deracemization of chiral compounds achieved. Enantiomeric molecules resemble each other like right and left hands.

Photochemical deracemization of chiral compounds achieved

Both variants normally arise in chemical reactions. But frequently, only one of the two forms is effective in biology and medicine. Completely converting this mixture into the desired enantiomer has been deemed impossible. However, via a photochemical method, a team from the Technical University of Munich (TUM) has now achieved this feat. Producing active ingredients with very specific properties—antibacterial characteristics, for example—is not always so easy. This small difference can be consequential because the two enantiomers can have different properties. Saving time, energy and resources "For a long time, researchers around the world have been seeking ways to selectively synthesize only the desired enantiomer from a racemate," explains Prof.

A l'origine de l'asymétrie, une protéine qui donne le tournis. Notre monde est fondamentalement asymétrique : enroulement de la double hélice d'ADN, division asymétrique des cellules souches, localisation du cœur humain à gauche… Mais comment émergent ces asymétries et sont-elles liées les unes aux autres ?

A l'origine de l'asymétrie, une protéine qui donne le tournis

À l'Institut de biologie Valrose l'équipe du chercheur CNRS Stéphane Noselli comprenant aussi des chercheurs de l'Inserm et de l'Université Cote d'Azur étudie depuis plusieurs années l'asymétrie droite-gauche afin de résoudre ces énigmes. Ces biologistes avaient identifié le premier gène contrôlant cette asymétrie chez la mouche du vinaigre (drosophile), l'un des organismes modèles préférés des biologistes. Plus récemment, l'équipe a montré que ce gène joue le même rôle chez les vertébrés : la protéine qu'il produit, la myosine 1D1, contrôle l'enroulement ou la rotation des organes dans le même sens. © Gaëlle Lebreton (photo) - Stéphane Noselli (montage) / iBV / CNRS.

Cp nature viemanteau ipgp 1118. Mark Lautens sur Twitter : "As promised, Pasteur’s tartrate crystals. Racemic (on the right) and tartrate droit in the middle. What an amazing find! Great for teaching chirality, optical rotation and showing the history of organic chemistry. Thanks ⁦@ESPC. Modification of amino acids provides new starting point for development of medical treatments. Amino acids are the building blocks of proteins, and modifying amino acids chemically allows scientists to develop new molecules that can provide the starting point for developing new medical treatments such as antibiotics.

Modification of amino acids provides new starting point for development of medical treatments

Scientists in the University of Bristol's School of Chemistry have now invented a new way to modify amino acids by attaching a ring of carbon atoms at the very centre of the amino acid molecule. The unusual reaction that introduces this new ring was previously of limited application, but the Bristol work, published today in the journal Nature and funded by the EPSRC and by the EU through the European Research Council, showed that introducing new molecular structural features makes it compatible with a much wider range of chemical structures than previously suspected. For example, it is now possible to add rings that also carry a whole range of other atoms around their periphery.

Explore further: Designer enzyme uses unnatural amino acid for catalysis. Polarized light—a simple route to highly chiral materials. Researchers at the University of Tokyo used an efficient method to create chiral materials using circularly polarized light.

Polarized light—a simple route to highly chiral materials

Depending on whether left- or right-polarized, the light source induced electric fields at opposite corners of gold nanocuboids on TiO2. Via plasmon-induced charge separation, the gold converted Pb2+ into PbO2 tips deposited at the corners, resulting in a chiral plasmonic nanostructure with high enantiomeric excess. Materials with such a chiral form are useful for sensing and asymmetric synthesis. Chirality is at the heart of chemical research and much technology. For organic chemists, choosing between the left- and right-handed isomers of molecules is all part of a day's work. Organic chemists generally rely on an arsenal of laboratory reactions to control chiral purity. Pasteur, chimie, médicaments : comment une molécule peut-elle être soit toxique soit thérapeutique ?

Cela fait plusieurs fois que je vous parle de Pasteur : l’Homme, sa vie, ses travaux, l’Institut, le musée de Lille et les nombreuses recherches qui y sont déployées (voir ce post sur Alzheimer, ou cet autre sur la consommation des plantes à des fins thérapeutiques).

Pasteur, chimie, médicaments : comment une molécule peut-elle être soit toxique soit thérapeutique ?

L’Institut de Lille ouvre très régulièrement ses portes, pour des conférences, des expos ou des visites au cœur des laboratoires. C’est toujours passionnant … Aujourd’hui, je voulais vous parler des débuts de Pasteur et notamment les travaux qui l’ont mené à cerner l’importance de la position des atomes dans l’espace au sein d’une molécule… Bref, de la chimie, pure et dure ! Ces découvertes permettent de comprendre comment une molécule, selon sa disposition spatiale, peut soit avoir des propriétés thérapeutiques soit au contraire des propriétés toxiques.

Voyons comment et quels exemples précis illustrent ce phénomène. Le nouveau Musée Pasteur à Lille dans les anciens appartements d’Albert Calmette Comment ça marche ? Institut de chimie. Dans le cadre d’une collaboration entre le laboratoire Chimie organique, bioorganique : réactivité et analyse (COBRA – CNRS/ INSA Rouen/Université Rouen Normandie) et le Laboratoire de chimie moléculaire et thio-organique (LCMT – CNRS/ENSICAEN/ Université Caen Normandie), des chercheurs ont mis au point une approche originale pour produire des phosphanediides, composés pourtant très instables, en vue d’obtenir des phosphines chirales. Ces molécules clés, notamment pour l’industrie pharmaceutique, permettent dans de nombreux cas d’orienter la synthèse chimique vers la molécule aux propriétés biologiques souhaitées. Ces travaux sont parus dans la revue Chemistry - A European Journal. Institut de chimie. Des chercheurs de l’Institut des sciences moléculaires de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université) ont mis au point une méthode très efficace permettant de sélectionner la molécule désirée parmi les deux formes sous lesquelles se présente une molécule chirale, grâce à deux réactions sélectives successives.

Ces travaux, publiés dans Angewandte Chemie International Edition, ont des applications pour de nombreux produits d’intérêt biologique dont les médicaments. Comme pour vos deux mains, une molécule est dite chirale si elle se présente sous deux formes (dit « énantiomères »), images l'une de l'autre dans un miroir plan mais non superposables. Fabriquer des molécules chirales en série racémique (mélange de deux énantiomères en quantités égales) est simple, mais il est plus difficile d’obtenir une molécule sous la forme d’un seul énantiomère.

Double dédoublement organocatalysé de diols 1,3 anti ©Cyril Bressy. Des membranes artificielles bio-inspirées pour filtrer l'eau. Désireux de mettre au point des technologies de rupture appliquées à la filtration et à la purification de l'eau, les chercheurs ont développé des membranes dotées de canaux artificiels inspirés des protéines constituant les pores des membranes biologiques : les aquaporines. CNRS - Institut de chimie. Quand les électrons partent en vrille. Les gauchers le savent : de nombreux objets sont conçus pour être manipulés avec la main droite et ne conviennent pas à la main gauche. Pour les molécules, ce type de phénomène se produit également: certaines réactions biochimiques sont spécifiques à une seule des deux versions d’une molécule, appelée «énantiomère».

En conséquence, certains médicaments doivent leur efficacité uniquement à un de leur énantiomère, l’autre pouvant même être toxique dans certains cas. Au grand dam des chimistes, il est très difficile de reconnaître les énantiomères dont les différences intrinsèques sont aussi subtiles que celles existant entre une personne et son reflet dans le miroir. Institut de chimie. Des chercheurs de l’Institut des Sciences Moléculaires (CNRS/Université Bordeaux/Bordeaux INP) et leurs collègues thaïlandais ont conçu une méthode plus efficace que les précédentes pour produire de façon sélective des molécules thérapeutiques chirales, afin de limiter les effets potentiellement indésirables de certains médicaments. Ces travaux reposent sur l’utilisation de l’électrochimie pulsée et font l’objet d’une publication dans la revue Nature Communications.

L’électrochimie pulsée vient optimiser la production de molécules thérapeutiques, en limitant la toxicité potentielle de certains médicaments. Des chercheurs de l’Institut des Sciences Moléculaires (CNRS/Université Bordeaux/Bordeaux INP) et une équipe du Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology (VISTEC) à Rayong en Thaïlande proposent en effet une nouvelle approche très efficace pour mieux sélectionner les formes moléculaires à effet thérapeutique. ©Chularat Wattanakit. Les molécules sont-elles droitières ou gauchères ?

Institut de chimie. Toutes les protéines ne sont pas repliées selon une conformation(*) unique car elles sont flexibles et peuvent donc présenter plusieurs formes stables. Grâce à cette flexibilité, certaines parties de ces protéines dites désordonnées peuvent adapter leur géométrie pour optimiser leurs interactions avec d’autres biomolécules au sein des cellules et donc leurs fonctions. Institut de chimie. Institut de chimie. Des chercheurs de l’Institut parisien de chimie moléculaire (CNRS/UPMC) ont utilisé pour la première fois des ligands organométalliques chiraux comme entités structurantes pour contrôler l'assemblage de molécules luminescentes à base de platine. Ils ont montré que ces luminophores présentaient une forte luminescence due à l’arrangement chiral imposé par ces ligands. Ce travail est publié dans la revue Chemistry a european journal.

Un objet est appelé chiral s’il constitue l’image miroir d’un autre objet avec lequel il ne se confond pas. Researchers develop optically switchable chiral THz metamolecules. A multi-institutional team of researchers including scientists with Los Alamos National Laboratory (of the U.S. Department of Energy's National Nuclear Security Administration) has created the first artificial molecules whose chirality can be rapidly switched from a right-handed to a left-handed orientation with a beam of light on them. Switchable molecules hold potentially huge possibilities for the application of terahertz technologies across a wide range of fields, including biomedical research, homeland security and ultrahigh-speed communications.

Chirality is the distinct left/right orientation or "handedness" of some types of molecules, meaning the molecule can take one of two mirror image forms. Life's first handshake: Chiral molecule detected in interstellar space. Like a pair of human hands, certain organic molecules have mirror-image versions of themselves, a chemical property known as chirality. These so-called "handed" molecules are essential for biology and have intriguingly been found in meteorites on Earth and comets in our Solar System. None, however, has been detected in the vast reaches of interstellar space, until now. A team of scientists using highly sensitive radio telescopes has discovered the first complex organic chiral molecule in interstellar space. La comète de Rosetta renferme les ingrédients de la vie / France. La comète de Rosetta La comète de Rosetta renferme les ingrédients de la vie 27 mai 2016. Rosetta a senti de la glycine et du phosphore sur Tchouri ! Le ''nez'' de Rosetta a trouvé de la glycine dans les gaz émanant de la comète 67P/Churuymov-Gerasimenko.

Est-ce une découverte importante ? Pourquoi l'ADN tourne-t-il toujours à droite ? La comète Tchouri pourrait contenir des acides aminés - 23 janvier 2015. INDICES. From heat and cold comes image and mirror image. Many chemical compounds exist as an image and a mirror image: they differ in their spatial orientation, like the left and right hand. The properties of these so-called chiral molecules are also often quite different – synthesising them cleanly is therefore of critical importance in pharmaceutical development and agricultural chemistry.

The working group headed by Prof. Dr. Oliver Trapp at the Institute of Organic Chemistry of Heidelberg University has succeeded for the first time in developing a catalyst that generates both molecular mirror images of a compound solely by controlling the temperature. Their findings were published in the journal Angewandte Chemie International Edition.