stéréochimie - chimie.

stéréochimie - chimie. 1 PRÉSENTATION stéréochimie, domaine de la chimie qui étudie l'architecture et la conformation tridimensionnelle des molécules, ainsi que leurs conséquences sur leurs propriétés physico-chimiques. 2 HISTORIQUE En 1815, le physicien français Jean-Baptiste Biot fait les premiers pas en stéréochimie, en découvrant l'activité optique, propriété qu'ont certaines substances organiques de modifier le plan de polarisation d'une lumière polarisée ( voir optique). En 1848, Louis Pasteur utilise ce principe pour séparer des cristaux d'acides tartriques au moyen de lumière polarisée, et est ainsi le premier à mettre en relation l'activité optique et la chiralité (molécules non superposables à leur image dans un miroir). C'est finalement le chimiste français Joseph Le Bel et son confrère hollandais Jacobus Van't Hoff qui expliquent simultanément et indépendamment ce phénomène en 1874, par la structure tétraédrique du carbone. En effet, le centre d'asymétrie de l'atome de carbone imprime une rotation inverse sur la lumière polarisée à chaque « inverse optique «, ou énantiomère. Trois ans plus tard, la stéréochimie des sucres est résolue par Emil Fischer, et, dans les années 1910, le chimiste suisse Alfred Werner applique la stéréochimie aux complexes. Progressivement, la stéréochimie va occuper une place centrale dans la chimie moderne, permettant la synthèse d'objets moléculaires complexes (notamment de médicaments) et la mise au point de nouvelles techniques (catalyse asymétrique, synthèses stéréosélectives et stéréospécifiques, dédoublements par cristallisation, etc.). Depuis la fin du XXe siècle, grâce à la puissance accrue des ordinateurs, la stéréochimie développe également des techniques de modélisation moléculaire, très utilisée dans l'industrie pharmaceutique pour la conception de molécules d'intérêt thérapeutique, de manière à réduire les temps de recherche et les coûts. 3 ÉTENDUE DE LA STÉRÉOCHIMIE La stéréochimie est un développement fondamental de l'étude de la simple formule moléculaire. On distingue la stéréochimie statique, qui étudie la structure spatiale des molécules, de la stéréochimie dynamique, qui concerne les modifications des structures spatiales lors de réactions chimiques. L'architecture des molécules n'est pas rigide : les atomes ou les groupes qui les composent peuvent être soumis à des mouvements de rotation, et ainsi changer de conformation. L'étude de ces changements est appelée analyse conformationnelle, domaine de la stéréochimie en plein essor. Il est très important, particulièrement pour les molécules qui présentent un intérêt d'un point de vue biologique, de connaître précisément la forme qu'elles assument dans l'espace au sein même de la structure moléculaire. Par exemple, certaines enzymes présentent un arrangement moléculaire qui peut se déformer selon le milieu, et ainsi favoriser, ou, au contraire, inhiber certaines réactions chimiques ; la stéréochimie permet notamment de mieux comprendre comment l'hémoglobine transporte l'oxygène dans le sang ; ou encore, elle aide à déterminer l'action d'un médicament sur une protéine. La stéréochimie s'attache donc à expliquer la structure moléculaire dans sa complexité et les dynamiques d'interaction entre les molécules. C'est une discipline à l'interface de la chimie et de la biologie, dont le développement est intimement lié à celui de l'industrie pharmaceutique. 4 ISOMÉRIE ET CHIRALITÉ Des molécules qui ont la même formule brute, tout en étant organisées différemment dans l'espace sont des isomères. Elles peuvent alors présenter des caractéristiques chimiques et une réactivité différentes. Si deux isomères présentent une architecture telle que l'un est le miroir de l'autre, ce sont des énantiomères. On dit qu'une molécule est chirale si elle n'est pas superposable avec son image dans un miroir plan (selon la définition de Louis Pasteur). En pratique, une molécule est chirale lorsqu'elle ne possède ni plan de symétrie ni centre de symétrie. Une molécule chirale est optiquement active : elle fait tourner le plan de polarisation de la lumière vers la droite ou vers la gauche. Il existe différentes méthodes permettant de synthétiser des molécules chirales, et donc de contrôler la chiralité. Ces techniques sont notamment utilisées dans la synthèse des médicaments, qui, pour la plupart, sont formés de molécules chirales. Pour transmettre la chiralité, une méthode consiste à créer un carbone chiral, une autre à modifier la chiralité d'une molécule dans une réaction contrôlée, une troisième consiste à modifier une molécule chirale dans une réaction qui n'affectera pas son centre de chiralité. C'est cette dernière méthode qu'Emil Fischer a appliquée afin d'étudier la stéréochimie des sucres. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.