A la croisée de la chimie, de la physique et de la biologie, la chimie supramoléculaire
est un nouveau type de chimie qui permet d’envisager des progrès dans de nombreux
domaines. Elle ouvre la voie à de nouveaux matériaux aux propriétés inédites et à des
applications dans le domaine des nanotechnologies… En médecine, elle pourrait
conduire à la mise au point de médicaments et de tests innovants.
Chimie moléculaire ou supramoléculaire ? Faites la différence !
La chimie supramoléculaire assemble des molécules pour créer des « supermolécules » dotées de propriétés nouvelles.
---------------------------------- Pour aller plus loin ----------------------------------
Différents types de liaisons physiques interviennent dans la formation des supermolécules.
Ces liaisons sont largement dépendantes de la répartition des charges électriques à l’intérieur des molécules, et mettent en jeu des forces d’interaction électrique (force électrostatique, force de Van der Waals…).
Les liaisons hydrogène (un atome d’hydrogène formant un pont entre deux molécules)
sont des liaisons physiques très fréquentes dans les systèmes biologiques. Elles sont à l’origine de l’association en double hélice des deux brins de la molécule d’ADN qui forme notre patrimoine génétique.
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Au-delà de la molécule ....................................................... -
La chimie supramoléculaire a été définie comme une chimie « au delà de la molécule » par le prix Nobel Jean-Marie Lehn, qui fut l’un de ses pères fondateurs. -
Si la chimie moléculaire est la science de la matière inerte et de sa transformation,
la chimie supramoléculaire est l’approche indispensable pour comprendre comment la
matière s’anime et prend vie. Les liaisons physiques réversibles qu’elle étudie ont des
propriétés remarquables qui sont à l’oeuvre dans des processus fondamentaux en
biologie :
LA RECONNAISSANCE MOLECULAIRE : elle découle de la complémentarité
géométrique entre molécules, qui s’assemblent comme les pièces d’un puzzle en trois
dimensions. Elle permet, par exemple :
la fixation sélective d’une molécule sur un récepteur ;
la catalyse (association de deux espèces chimiques, la première appelée catalyseur>
facilitant la transformation chimique de la seconde, appelée substrat ;
la capture par une molécule cage (dotée d’une cavité) d’une autre molécule de
forme complémentaire [lien cliquable vers image].
L’AUTO-ASSEMBLAGE : les affinités entre molécules conduisent à la formation d’autoassemblages
parfois complexes. Ce processus est au coeur de l’auto-organisation de la
matière vivante. Il intervient par exemple dans la création des vésicules ou des
membranes des cellules.
Il intervient par exemple dans la création des vésicules ou des
membranes des cellules.
Le laboratoire du prix Nobel Jean-Marie Lehn ....................................................... -
Le laboratoire du prix Nobel Jean-Marie Lehn, vivier d’innovations
Créé en 1965, le laboratoire de Jean-Marie Lehn a vite affirmé son caractère international, pluridisciplinaire et tourné vers l’innovation -
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Jean-Marie Lehn s’est intéressé d’emblée à la reconnaissance moléculaire. Dès
1968, il a réussi à fabriquer des molécules cages de synthèse, capables de fixer
sélectivement une substance chimique (de taille et de forme appropriée) dans leur
cavité, ou crypte – il donna à ces molécules le nom de cryptants.
Professeur au collège de France en 1979, Jean-Marie Lehn a obtenu la Médaille d’or du
CNRS en 1980. En 1987, il est récompensé par le prix Nobel avec les Américains Cram
et Pedersen, pour leurs travaux sur les cryptants. Il dirige aujourd’hui le Laboratoire de
chimie supramoléculaire de l’Institut des sciences et Ingénierie supramoléculaire de
Strasbourg qu’il a fondé. Plusieurs collaborateurs formés à Strasbourg ont pris la tête
de nouvelles structures de recherche.
Glossaire ....................................................... - Auto-organisation : Se dit lorsque les composants de la matière s’assemblent spontanément
au sein d’un système ordonné, ce qui leur confère des propriétés ou des fonctions spécifiques. Exemple : cristaux, structures cellulaires (membranes…), etc. Vésicule : petite cavité ou poche limitée par une membrane. Membrane : mince couche de la cellule qui joue à la fois un rôle de séparation et de contrôle des échanges entre deux milieux. -
