Préparation de macrocycles à base de 1,2,3-triazoles

 Préparation de macrocycles à base de 1,2,3-triazoles

La chimie supramoléculaire

Principe : L’objet de la chimie moléculaire, qui est définie comme étant la chimie de la liaison covalente, est la découverte et la maîtrise des règles qui gouvernent les structures, les propriétés et les différentes transformations des espèces moléculaires. Au-delà de la chimie moléculaire, les chimistes ont pressenti un domaine nouveau lorsqu’ils ont exploré les propriétés des molécules du vivant. Ils se sont aperçus que celles-ci étaient formées d’assemblages de molécules (virus, enzymes, anticorps, etc.).

De nombreux processus biologiques ont eu lieu entre les molécules et non au sein d’une seule molécule, ils se situent au niveau supramoléculaire. Les propriétés remarquables et la diversité des systèmes biologiques nous obligent à nous intéresser à l’origine de leur extraordinaire efficacité. Le domaine de la chimie supramoléculaire a donc été étroitement relié à la biochimie, mais les concepts de cette discipline ouvrent de larges horizons dans Préparation de macrocycles à base de 1,2,3-triazoles  d’autres domaines comme celui de la chimie organique ou de la science des matériaux.

Il s’agit d’une nouvelle étape dans la manipulation de la matière et ses propriétés. La chimie supramoléculaire qui peut être définie comme étant la chimie « au-delà de la molécule » portant sur les entités organisées, d’une complexité supérieure, qui résultent de l’association de deux ou plusieurs espèces chimiques maintenues ensemble par des forces intermoléculaires non-covalentes. Une définition bien adaptée à cette discipline a ainsi été donnée par Jean-Marie Lehn190 : « La chimie supramoléculaire est alors définie comme la chimie des assemblages de molécules et des liaisons intermoléculaires ou la chimie au-delà de la molécule individuelle ». 

Complexes supramoléculaires

On appelle « complexe » tout édifice chimique formé par l’association de deux ou plusieurs entités chimiques indépendantes, ions ou molécules. Un complexe supramoléculaire est une entité contenant deux molécules différentes : une molécule « hôte » cyclique et creuse capable d’accueillir des atomes ou des petites molécules, et une molécule « invitée » dont la petite taille lui permet d’entrer dans la cavité de l’hôte. Les associations entre une molécule hôte et une molécule invitée sont généralement basées sur des interactions non covalentes (interactions électrostatiques, liaison hydrogène, forces de Van Der Waals, etc…), dans le but d’obtenir un complexe d’inclusion caractérisé par sa stabilité et sa sélectivité. Dans ce processus, les interactions non covalentes ont une énergie de liaison plus faible que les liaisons covalentes, pour cette raison la stabilisation du complexe se fait par un grand nombre d’interactions entre les molécules hôtes et les molécules invitées. Ce complexe est défini comme étant unique et décrit par le terme de supermolécule.

 Les macrocycles

Les macrocycles naturels

La structure macrocyclique est largement répandue dans la nature et l’on peut en conclure que cet enchaînement cyclique présent certaines caractéristiques intéressantes. Certains récepteurs macrocycliques naturels jouent un rôle dans divers processus biologiques. Il existe notamment des antibiotiques naturels qui possèdent des fonctions oxygénées leur permettant de former des complexes avec les cations alcalins (Na+ , k + ).

Ces complexes possèdent une structure intérieure hydrophile de transporter les cations alcalins à travers les membranes biologiques hydrophobes, comme les membranes cellulaires. Ces antibiotiques naturels sont appelés les ionophores (Figure 94). Ces macrocycles existent sous forme naturelle et sont impliqués dans de très nombreux processus biologique197 . La découverte de la valinomycine198 , ionophore naturel macrocyclique, a montré qu’une cavité préorganisée pouvait jouer le rôle de récepteur des interactions non covalentes.