Une pince moléculaire contrôlée par transfert d’électrons
Le contrôle de l’encapsulation et du relargage de molécules constitue un enjeu majeur dans des domaines comme la dépollution ou la médecine. Des chercheurs du laboratoire MOLTECH-Anjou (CNRS/Université d’Angers) ont exploré une voie innovante pour capturer et relâcher des molécules cibles à l’aide d’une pince moléculaire commandable par transfert d’électrons. Ces travaux, publiés dans la revue Angewandte Chemie International Edition qui les a estampillés Hot Paper, offrent un nouveau moyen de manipuler les pinces moléculaires.
Certaines molécules pourvues d’une cavité sont capables de capturer une molécule, généralement de plus petite taille, pour former des complexes hôte/invité. La molécule piégée peut ainsi être transportée en limitant son interaction avec l’environnement. Pour piéger ou relâcher à la demande le substrat, la molécule hôte doit réagir à une stimulation, comme une exposition à la lumière, à un pH donné ou à certains solvants. Afin d’enrichir l’éventail des possibilités, des scientifiques du laboratoire MOLTECH-Anjou (CNRS/Université d’Angers) élaborent des récepteurs, de type pince notamment, contrôlables par transfert d’électrons.
Les chercheurs ont synthétisé à partir d’un composé dérivé du fluorène, riche en électrons, une pince moléculaire qui s’auto-organise spontanément sous la forme d’un dimère, à l’image de deux brins d’ADN. En présence d’une molécule pauvre en électrons, les deux pinces se séparent et capturent chacune une molécule de substrat pour former un complexe hôte/invité. L’originalité du processus vient de l’oxydation de ces pinces : la perte délectrons par oxydation se traduit par la formation d’un dimère oxydé et stable, à la structure proche du dimère de départ, puis par la libération de la molécule de substrat. Le processus est réversible et le système est donc réutilisable. Ces travaux offrent une nouvelle manière de contrôler réversiblement les processus de piégeage/expulsion d’un substrat moléculaire et permettent d’envisager des développements variés, notamment dans les domaines de la dépollution ou du transport de principe actif.
1 : la pince moléculaire. 2 : le dimère interpénétré à l’état neutre. 2 : l’ajout d’une molécule appauvrie en électrons conduit à la dissociation du dimère et à la formation d’un complexe hôte-invité. 3 : l’oxydation de ce dernier est propice à la reformation du dimère. En dessous, Structure obtenue par diffraction des rayons X
Référence :
Serhii Krykun, Maksym Dekhtiarenko, David Canevet, Vincent Carré, Frédéric Aubriet, Éric Levillain, Magali Allain, Zoia Voitenko, Marc Sallé et Sébastien Goeb. Metalla-Assembled Electron-Rich Tweezers: Redox-Controlled Guest Release Through Supramolecular Dimerization. Angewandte Chemie International Edition, Hot Paper