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Effets biologiques des stéréoisomères
Stéréochimie des pesticides
AF6817 v1 Article de référence

Effets biologiques des stéréoisomères
Stéréochimie des pesticides

Auteur(s) : Josette FOURNIER

Date de publication : 10 janv. 2010 | Read in English

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1 - Stéréoisomères

  • 1.1 - Exemples
  • 1.2 - Des structures différentes

2 - Effets biologiques des stéréoisomères

3 - Conformères

4 - Modes d'action de la biostéréosélectivité

  • 4.1 - Paclobutrazole
  • 4.2 - Fluazifop-butyl
  • 4.3 - Triadiméfon
  • 4.4 - Cyperméthrine
  • 4.5 - Métalaxyl et bénalaxyl
  • 4.6 - Métolachlore
  • 4.7 - Morpholines
  • 4.8 - Médiateurs chimiques
  • 4.9 - Chemins métaboliques distincts

5 - Synthèse de pesticides chiraux

  • 5.1 - Résolution des racémiques
  • 5.2 - Synthèse asymétrique

6 - Analyse de pesticides chiraux

7 - Perspectives

Sommaire

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RÉSUMÉ

De nombreux pesticides organiques sont des stéréoisomères. Leur obtention donne majoritairement des mélanges de stéréoisomères. Beaucoup de produits ont été longtemps dénommés et commercialisés sous forme de mélanges stéréoisomériques pour des raisons de commodité, car leur séparation est coûteuse. Toutefois, de nouvelles méthodes de synthèse permettent aujourd'hui de ne produire que les pesticides chiraux pour un usage donné. Ces avancées devraient amener rapidement les fabricants, utilisateurs et pouvoirs publics chargés des réglementations à mieux distinguer l'individualité des stéréoisomères.

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Auteur(s)

  • Josette FOURNIER : Professeur des universités - Présidente du comité d'orientation et de prospective scientifique de l'Observatoire des résidus de pesticides (ORP)

INTRODUCTION

Pasteur considérait la chiralité comme la marque du vivant. Il n'est pas surprenant que les produits bioactifs soient souvent chiraux et réciproquement.

Les produits chiraux naturels sont engendrés souvent sous une forme stéréoisomérique pure (acides aminés de la série L, sucres de la série D). Ceux qui sont obtenus par synthèse chimique classique, en dehors des cas de catalyse stéréospécifique, sont généralement des mélanges de stéréoisomères. Leur séparation est coûteuse. C'est pourquoi, on a longtemps considéré, surtout lorsqu'il s'agissait de détruire (pesticides) et non de soigner (médicaments) l'espèce cible, que l'on pouvait se dispenser de ces séparations et utiliser le produit en mélange, les stéréoisomères inactifs ou faiblement actifs ne jouant qu'un rôle de charge. C'était négliger qu'un stéréoisomère inactif comme pesticide sur l'espèce visée pouvait manifester une activité antagoniste ou une autre activité sur la cible, ou agir sur d'autres cibles. Si au vu de leur formule, le chimiste identifie clairement les stéréoisomères pour des produits différents, l'utilisateur peut hésiter, longtemps trompé par un seul nom (de marque et de substance active) pour le mélange de produits. Il faut donc reconnaître dans une structure chimique les motifs responsables de la chiralité ou d'un autre type de stéréoisomérie.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af6817

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2. Effets biologiques des stéréoisomères

Un système biologique (anticorps, enzyme, récepteur) est stéréosélectif lorsqu'il réagit différemment avec chaque constituant d'une paire d'énantiomères. On caractérise la stéréosélectivité par l'index eudismique : logarithme décimal du rapport de l'affinité ou de l'activité de l'énantiomère le plus actif (eutomère) à l'activité de l'autre (distomère). Le rapport est d'autant plus grand que le système est mieux ciblé, si le centre de chiralité est impliqué dans la reconnaissance. L'index eudismique peut guider dans le choix entre plusieurs substances candidates au développement.

On a constaté, dans une famille d'organophosphorés présentant, comme le fonophos, un phosphore asymétrique, une variation linéaire croissante de l'index eudismique avec le logarithme de la vitesse d'inactivation de l'acétylcholinestérase par l'énantiomère le plus actif. Lorsqu'on opère avec des organophosphates dont le centre de chiralité n'est pas le phosphore mais un carbone voisin, comme dans le malathion, la variation de l'index eudismique pour l'acétylcholinestérase est très limitée. Ces résultats s'interprètent en considérant que le phosphore est directement impliqué dans l'inactivation de l'acétylcholinestérase.

Après la découverte de l'allostérie par Monod, Wyman et Changeux, dans les années 1970, les biochimistes ont porté une attention nouvelle à l'organisation dynamique des structures moléculaires du vivant. Jusque-là la stéréosélectivité des enzymes était fondée sur l'image statique clef/serrure proposée par Emil Fischer en 1906. Des avancées technologiques et méthodologiques ont concouru à favoriser de nouvelles conceptions (RMN, RPE, informatique et chimie théorique, analyse conformationnelle). On imagine plutôt aujourd'hui qu'une mutuelle adaptation stéréochimique intervient entre le substrat et la structure macromoléculaire qui le reconnaît.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   *  -  Index phytosanitaire, annuel, ACTA, Paris.

  • (2) -   The pesticide Manual.  -  13e éd., TOMLIN (C.) éd., BCPC (2003).

  • (3) -   The Agrochemicals Handbook.  -  Royal Society of Chemistry.

  • (4) -   CRC Handbook of Pesticides.  -  MILNE (G.W.A.) éd., CRC Press (1995).

  • (5) - MONTGOMERY (J.H.) -   *  -  Agrochemicals Desk Reference, Lewis Pub. (1993).

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