Afin de suivre le comportement de molécules utilisées en médecine ou dans l'agro-industrie, les scientifiques y intègrent des isotopes tels que ceux du carbone (carbone-11, carbone-13, carbone-14). On les retrouve notamment dans le groupement nitrile, un composant organique utilisé pour la fabrication de nombreux principes actifs et produits agrochimiques.
Le problème avec la méthode actuelle de marquage du nitrile est qu'elle repose sur l'utilisation de cyanure radioactif, une substance toxique, dangereuse à manipuler et coûteuse à produire. Pour pallier à ce problème, des équipes des laboratoires SCBM (CEA-Joliot, Inrae, Université Paris-Saclay) et SHFJ-Biomaps (CEA-Joliot, CNRS, Inserm) ont développé une nouvelle méthode qui permet de transformer directement du CO₂ marqué avec un isotope du carbone en un produit utilisable pour la synthèse de nitriles sans utiliser de cyanure.
Une méthode plus sûre et efficace qui fonctionne avec tous les isotopes du carbone
La méthode se déroule en deux étapes :
- Une séquence Staudinger/Aza-Wittig (SAW) qui convertie le CO2 contenant les isotopes en urée ;
- Une déshydratation douce qui transforme cette urée en des agents de cyanation électrophile isotopiques. Ces agents – qui contiennent les isotopes – peuvent ensuite être utilisés pour marquer une grande variété de molécules.
Cette méthode offre l'avantage de fonctionner pour tous les isotopes du carbone, sans recourir au cyanure et avec des réactions chimiques effectuées à basse température et à pression atmosphérique. Des gains donc en efficacité, en sécurité et en versatilité. De plus, elle rend possible l'échange direct d'isotopes du carbone (CIE) sur des nitriles existants, une première mondiale qui permettra un ré-étiquetage rapide de composés complexes.