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CHIMIE La chimie aujourd'hui

 Innovation

Nouvelles molécules

Chimie combinatoire

La chimie dite combinatoire date de 1963, lorsque Robert Bruce Merrifield (1921-2006), de l'université Rockefeller à New York, s'avisa de préparer des peptides sur des perles d'un polymère solide : un premier acide aminé y était fixé. Puis un second s'écoulait en solution sur le support solide, conduisant à la formation d'un dipeptide ; et ainsi de suite. La méthodologie resta, durant environ vingt-cinq ans, restreinte à cette unique application, la synthèse de chaînes polypeptidiques.

Le développement, donc retardé mais explosif, de la chimie combinatoire date des années 1980. Il s'agissait, pour les laboratoires de l'industrie pharmaceutique, aux tests biologiques extrêmement sensibles, de fabriquer, de façon si possible automatisée, de très grands nombres de molécules, des variantes de têtes de file à l'activité biologique avérée. Pour ce faire, les réactions chimiques doivent être à haut rendement et univoques, sans produits secondaires. De la sorte, on accède à des chimiothèques, constituées chacune de millions de molécules apparentées, toutes différentes, et préparées en toutes petites quantités. Comme un ouvrage dans une bibliothèque, chacune des espèces moléculaires est dotée d'une localisation spatiale permettant de l'identifier. Dès 1992, Thomas R. Webb découvrait ainsi un inhibiteur de la thrombine.

Les chimiothèques servent aussi en science des matériaux à trouver des solides minéraux aux propriétés électroniques, optiques ou magnétiques prometteuses. Par exemple, il est possible de déposer, à partir de la phase vapeur, des dizaines de milliers d'oxydes différents sur de petites pastilles de silicium de quelques centimètres de diamètre seulement.

L'une des voies d'avenir de cette chimie consiste à simuler une sélection darwinienne in vitro, et donc à organiser l'évolution moléculaire au sein d'une chimiothèque. Un exemple d'application est l'optimisation des surfaces métalliques de prothèses destinées à venir, dans le corps, au contact d'un grand nombre de protéines.

Il y a là une chimie résolument empirique et édisonienne, utile pour accélérer l'innovation de produits.

Chimie supramoléculaire

Charles John Pedersen (1904-1989), Donald James Cram (1919-2001) et Jean-Marie Lehn (né en 1939) sont les créateurs de la chimie supramoléculaire, ce qui leur valut le prix Nobel en 1987. L'un des germes en fut le modèle « clé-serrure », comme Emil Fischer (1852-1919) dénomma l'interaction spécifique d'un substrat et de sa poche réceptrice, au sein d'une enzyme. L'informatique fournit une autre source d'inspiration : chacune des composantes d'un ensemble supramoléculaire apporte une information, non seulement sauvegardée, mais susceptible de réplication ou de transfert. L'agencement, enfin : chaque molécule s'autoassemble avec ses partenaires, moyennant des congruences de forme (clé-serrure) et de potentiel électrique, via des liaisons non-covalentes, celles qui prévalent dans les systèmes biologiques.

Les réalisations en ce domaine vont vers un horizon illimité, tant il est vrai que les constructions artificielles des chimistes sont multiformes, au potentiel démesuré comparé à celui des substances naturelles. Les seules bornes sont celles de l'imagination. D'où une luxuriance de productions, proprement baroque : clivages en cascade à partir de polymères dendrimères ; autoassemblages en dominos ; formation de nanofibrilles ; chaînes unidimensionnelles, nappes bidimensionnelles, tours en colimaçon, etc. (fig. 2). Certains de ces édifices sont capables d'intéressantes fonctions, telles que reconnaissance et tri de molécules, nanorobotique, catalyse, support d'information, affichage, magnétisme moléculaire. Les plus beaux jours de la [...]

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Écrit par

  • : professeur honoraire à l'École polytechnique et à l'université de Liège (Belgique)

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

William Knowles, Prix Nobel de chimie 2001

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Linus Pauling

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Cercle d'atomes de fer

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Autres références

  • ACIDES & BASES

    • Écrit par Yves GAUTIER, Pierre SOUCHAY
    • 12 364 mots
    • 7 médias

    Un acide est un corps capable de céder un ou des protons (une particule fondamentale chargée d'électricité positive) et une base est un corps capable de capter un ou des protons. Chacun a ses caractéristiques. Les acides ont une saveur aigre (l'adjectif latin acidus signifie « aigre...

  • AIR, élément

    • Écrit par Georges KAYAS
    • 719 mots
    • 1 média

    Anaximène (~ 556-~ 480), à la différence de Thalès, enseignait que toute substance provient de l'air (pneuma) par raréfaction et condensation ; dilaté à l'extrême, cet air devient feu ; comprimé, il se transforme en vent ; il produit des nuages, qui donnent de l'eau lorsqu'ils sont...

  • ANALYSE ET SYNTHÈSE, chimie

    • Écrit par Pierre LASZLO
    • 1 526 mots
    • 1 média

    Ces deux notions, en principe complémentaires et réciproques, ne le sont pas en fait. Certes, les deux tendances à l'analyse et à la synthèse s'opposent, la première visant à couper les entités chimiques en petits morceaux et la seconde se donnant pour objectif la reconstruction des ensembles mis à...

  • ANALYTIQUE CHIMIE

    • Écrit par Alain BERTHOD, Jérôme RANDON
    • 8 885 mots
    • 4 médias

    « C'est dans les cas situés au-delà de la règle que le talent de l'analyste se manifeste. L'important, le principal est de savoir ce qu'il faut observer. » Edgar Allan Poe (Histoires extraordinaires, 1844)

    La chimie analytique est la branche de la chimie qui a pour but l'identification,...

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Voir aussi