Énantiomérie

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
image illustrant la chimie
Cet article est une ébauche concernant la chimie.

Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants.

Consultez la liste des tâches à accomplir en page de discussion.

Les deux énantiomères du bromochlorofluorométhane.

L’énantiomérie est une propriété des molécules stéréoisomères images non superposables l'une de l'autre dans un miroir plan. Une molécule ayant deux énantiomères est dite chirale. En revanche si une molécule est identique à sa propre image dans un miroir, elle est dite achirale. La chiralité peut être due :

Dans le cas d'un centre stéréogène, la configuration autour de ce centre est indiquée par les lettres R ou S, selon les règles de la nomenclature Cahn-Ingold-Prelog. Dans le cas d'une chiralité de type hélicoïdale, la nomenclature Δ, Λ est souvent utilisée.

Domaines d'application[modifier | modifier le code]

En chimie[modifier | modifier le code]

Chimiquement, deux énantiomères ont des réactivités identiques avec d'autres molécules non chirales. Ils ont les mêmes propriétés physiques et un pouvoir rotatoire opposé.

En biologie[modifier | modifier le code]

Au niveau biologique, les deux énantiomères d'une molécule, un médicament par exemple, peuvent avoir des effets physiologiques différents, voire antagoniques. Cela s'explique par le fait que les systèmes biologiques dépendent directement de la forme de la molécule. Ils sont eux-mêmes énantiopurs et interagissent différemment avec les deux énantiomères d'un centre chiral externe, où les interactions sont diastéréomériques.

Les relations entre les activités biologiques de chaque stéréoisomère pur et celles de leurs mélanges sont souvent très complexes et leur analyse nécessite des études approfondies et détaillées. Cependant, il arrive que deux énantiomères aient des activités similaires au niveau biologique.

En pharmaceutique[modifier | modifier le code]

L'analyse et la séparation des énantiomères (qui forment la structure spatiale et fonctionnelle de notre environnement biotique et abiotique) sont capitales pour l'avancée des recherches dans la plupart des domaines scientifiques.

Près des 2/3 des molécules biologiquement actives chirales issues de synthèse classique (non énantiosélective) proviennent de dédoublements (séparation d'énantiomères), qui représente l'une des principales voies d'accès aux composés énantiomériquement purs. La production des produits énantiopurs représentait aux États-Unis, en 1995, la somme colossale de près de 60 milliards de dollars.

Caractérisation[modifier | modifier le code]

Nomenclature[modifier | modifier le code]

Il existe trois sortes de nomenclature permettant de différencier les énantiomères : R/S, D/L et +/-. Les règles apparaissent à la page Chiralité.

Quantité[modifier | modifier le code]

Pour une molécule donnée, il existe au maximum 2n isomères optiques pour un composé avec n centres stéréogènes, car il faut également tenir compte du fait que l'on puisse, lors de la recherche d'isomères optiques, trouver deux, trois, voire quatre fois le même stéréoisomère.

Résolution chirale[modifier | modifier le code]

Le premier exemple de résolution chirale (séparation d'énantiomères) est celui de Louis Pasteur qui, en 1848, isola les deux énantiomères de l'acide tartrique par tri manuel de cristaux énantiomorphes.

De nouvelles techniques et méthodes effectuant le dédoublement des racémates sont depuis apparues

Méthodes chimiques[modifier | modifier le code]

Ces méthodes font appel aux diastéréoisomères, préparés à partir de racémiques par formation de sels ou par dérivation avec des composés énantiopurs, puis séparés par cristallisation ou chromatographie, ou par transformations stéréosélectives.

Plusieurs méthodes chromatographiques sont utilisées pour la séparation chirale d'une large variété de composés. Dans ce processus, les positions de l'équilibre entre les états liés et non liés sont différentes pour les deux énantiomères. Ceci est la base de la séparation.

L'utilisation d'une colonne à phase stationnaire chirale ou d'additifs chiraux dans la phase mobile est une voie plus « élégante » de séparation des énantiomères que par synthèse de composés diastéréoisomères à l'aide d'un réactif optiquement pur. Parmi les approches permettant l'obtention de substances optiquement pures, la chromatographie en phase supercritique (SFC) est de loin la méthode la plus utilisée pour la discrimination des énantiomères[1]. Les cyclodextrines, notamment, sont des phases stationnaires chirales utilisées aussi en séparation énantiomérique par d'autres méthodes telles que l'électrophorèse capillaire, la CPG et l'HPLC. Elles sont aussi employées en résonance magnétique nucléaire (RMN) comme auxiliaires chiraux pour la détermination d'excès énantiomérique. La formation des composés d'inclusion et ses applications en séparation chirale sont mises à profit dans le domaine, mais aussi dans les industries chimiques et agroalimentaires (cas du menthol ou de la mélisse).[pas clair]

Méthodes biologiques[modifier | modifier le code]

Ces méthodes consistent à utiliser des enzymes qui sont des composés qui catalysent des transformations stéréospécifiques.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Syame Khater, Rationalisation des procédures de séparation des composés chiraux à visées pharmaceutique et cosmétique, Chimie analytique, Université d'Orléans, 2014, NNT : 2014RLE2060.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • (Histoire des sciences) Article de 1822 de Fresnel sur la chiralité, en ligne et commenté sur le site BibNum
  • (Histoire des sciences) Article de 1848 de Pasteur sur la dissymétrie moléculaire, en ligne et commenté sur le site BibNum