L'origine du pouvoir rotatoire sur la terre: un problème ancien qui reste toujours d'actualité  

Henri B. Kagan

Laboratoire de Catalyse Moléculaire

Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (UMR 8182)

Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France.

henri.kaga@u-psud. 

Le travail de Pasteur in 1848 sur le dédoublement de l’acide tartrique est un des éléments fondateurs de la stéréochimie.¹ Pasteur avait noté que de nombreux produits naturels ayant une “dissymétrie moléculaire” étaient optiquement actifs. Le mot “chiralité” a été plus tard proposé par lord Kelvin afin d’éviter de faire référence aux propriétés de symétrie des composés optiquement actifs.² Pasteur pensait que l’activité optique des produits naturels correspondait à une “signature moléculaire” des systèmes vivants.

De nombreux scientifiques ont spéculé sur la création de composés énantioenrichis à l’époque prébiotique (sur terre ou dans l’espace). Dans la conférence seront présentées différentes possibilités actuellement envisagées pour créer un faible excès énantiomérique puis pour l’amplifier. La création initiale d’un léger déséquilibre entre énantiomères pourrait être due par exemple à la photochimie utilisant de la lumière polarisée circulairement.^3,4 ou à la cristallisation partielle d’un conglomérat suivie par l’enlèvement de la solution.⁵ La combinaison de la cristallisation du conglomérat couplée à une racémisation rapide en solution permet également d’accéder à des composés ayant de forts excès énantiomériques.

L’autocatalyse asymétrique,⁶ un cas particulier des effets nonlinéaires en catalyse,⁷ a aussi été proposée comme une méthode pour amplifier des excès énantiomériques.

En conclusion on connait maintenant de nombreux procédés pour créer ou amplifier des excès énantiomériques sans faire appel à des auxiliaires chiraux.⁸ Toutefois on ne sait pas encore comment des molécules énantiopures d’intérêt prébiotique comme les aminoacides et les sucres ont été produites.⁹ Il est intéressant de remarquer que des acides aminés non naturels ont été récemment détectés dans des météorites.^10,11

Références

1. L. Pasteur, C. R. Séances Acad. Sci., 1848, 26, 538.

2.Pour une récente présentation historique de l’introduction du terme “chirality” par Lord Kelvin voir J. Gal, Chirality, 2011,23, 1.

3. W. Kuhn, E. Braun, Naturwissenschaften, 1929, 17, 227.

4. G. Balavoine, A. Moradpour, H. B. Kagan, J. Am. Chem. Soc.,1974, 96, 5152.

5. C. J. Welch, Chirality, 2001, 13, 425.

6. T. Kawasaki, K. Soai, J. Fluorine Chem., 2010, 131, 525.

7. T. Satyanarayana, S. Abraham, H. B. Kagan, Angew. Chem. Int. Ed ., 2009, 48, 456.

8. L’utilisation d’un auxiliaire chiral racémique est également possible pour amplifier un petit excès énantiomérique, comme nous l’avions montré en 2007: T. Satyanarayana, , H. B. Kagan, Tetrahedron, 2007, 63, 6415.

9. Pour une discussion et des processus modèles voir R. Breslow, M. Levine, Z.-L. Cheng, Orig. Life Evol. Biosph., 2010, 40, 11.

10. S. Pizzarello, Acc. Chem. Res., 2006, 39, 231.

11. Une expérience utlisant le rayonnement UV polarisé circulairement du synchrotron SOLEIL a permis de générer à basse température de l’alanine optiquement active à partir d’eau, MeOH et NH 3: P. de Marcellus, L. Nahon, L. Le Sergeant d’Hendrecourt, U. J. Meiyerhenrich et all., Astrophysical J. Letters, 2011, 727, L:27.