Synthèses totales bio-inspirées de substances naturelles - Concepts

S’inspirer de la nature… Pour le chimiste organicien qui se passionne pour « l’art de la synthèse totale », les stratégies dites bio-inspirées ou encore biomimétiques constituent une façon originale – et souvent efficace – d’envisager l’exercice de la rétrosynthèse (c’est-à-dire la démarche logique inventée par les chimistes et permettant de concevoir une voie de synthèse).

La notion de « substance naturelle » est explicitée dans le but d’évoquer leurs voies de biosynthèse, c’est-à-dire la machinerie enzymatique à l’œuvre dans les cellules pour assembler ces molécules. En effet, les voies de biosynthèse (connues ou postulées) des molécules parfois incroyablement complexes produites par les êtres vivants sont à la base du concept et servent de source d’inspirations pour le chimiste. La nature offre ainsi un panel restreint de « bonnes réactions » (souvent connues pour leur robustesse) qu’il est parfois possible de mimer au laboratoire dans des conditions abiotiques (sans l’utilisation d’enzymes). Les principaux intermédiaires réactionnels sont retrouvés dans les réactions exploitées par la biochimie (carbocations, carbanions, radicaux libres par exemple), ainsi que les réactions dites péricycliques. L’objectif de cet article est de donner des concepts fondamentaux et de fournir un cadre général pour concevoir une stratégie bio-inspirée en synthèse totale de molécules complexes. La stratégie sera applicable en chimie fine dans un cadre de recherche et développement, par exemple, de molécules à activité biologique (les substances naturelles ayant fréquemment des activités biologiques puissantes). L’article [PHA 2 006] traite d’exemples de succès d’applications de telles stratégies et ouvre d’autres perspectives.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes utilisés.