Le paludisme est l’une des « trois grandes » maladies infectieuses dans le monde. Rien qu’en 2020, il a infecté environ 240 000 millions de personnes et causé 630 000 décès dans le monde.
La quinine, un alcaloïde dérivé de la plante de quinquina, est utilisée depuis des siècles pour traiter le paludisme. Des médicaments antipaludiques artificiels avec relativement peu d’effets secondaires, tels que la chloroquine et la méfloquine, ont été développés sur la base de la structure chimique de la quinine. Cependant, Plasmodium falciparum, le parasite responsable de la forme la plus meurtrière de paludisme, a commencé à devenir résistant à ces médicaments.
Maintenant, une équipe de recherche de l’Université de Tohoku a réalisé une synthèse efficace de la quinine et de ses dérivés qui peuvent servir de base pour le développement ultérieur de médicaments et les innovations dans la chimie des organocatalyseurs.
« Nous avons réalisé une synthèse totale énantiosélective efficace de (-)-quinine en utilisant une réaction médiée par un organocatalyseur », a déclaré le professeur Yujiro Hayashi. « C’est la synthèse la plus courte du pot. »
L’efficacité synthétique aide les scientifiques à développer de nouveaux composés chimiques en réduisant les étapes nécessaires pour créer des liaisons et générer des molécules complexes. Les réactions uniques sont un moyen de le faire. Ils contournent plusieurs étapes de purification via une trempe in situ, minimisant ainsi les déchets chimiques et permettant de gagner du temps.
La découverte de l’équipe ne se limite pas aux innovations en médecine. Ces dernières années, la quinine et ses dérivés ont attiré l’attention pour leur utilisation comme ligands de catalyseurs métalliques et comme organocatalyseurs. Alors que de nombreux organocatalyseurs dérivés de la quinine existent et ont été appliqués à un large éventail de réactions et de synthèses, la diversité des structures reste limitée en raison de la complexité de la synthèse à partir de la quinine.
Pour réaliser ce que l’équipe appelle conceptuellement « l’économie du pot », ils ont utilisé un organocatalyseur et construit un anneau à six chaînons à partir de trois composés en contrôlant deux stéréocentres dans un pot. Cette réaction pourrait être conduite sur une échelle de 10 g.
Après deux réactions monopot, un cycle hétéroaromatique, susceptible d’être appliqué aux synthèses d’analogues de la quinine, a été introduit. La synthèse nécessite un total de cinq opérations séparées en un seul pot et cinq purifications par chromatographie sur colonne et a abouti à un rendement en quinine de 14 %.
Les détails de la recherche ont été publiés dans la revue Communication Nature le 7 décembre 2022.
Plus d’information:
Takahiro Terunuma et al, Synthèse en cinq pots médiée par un organocatalyseur de (–) -quinine, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-34916-z