Le
marquage de molécules
par échange isotopique trouve des applications dans plusieurs secteurs. Par exemple, pour le
développement de médicaments, un analogue radiomarqué d’un candidat médicament permet de déterminer son devenir in vivo par la mesure de la radioactivité. Les
chimistes du laboratoire de marquage au tritium (LMT,
SCBM /
DMTS) de l’institut Joliot sont
spécialistes dans le développement de méthodes de marquage par échange isotopique de l’hydrogène. Dans un article publié dans le journal
JACS Au, les chercheurs décrivent un
nouveau procédé facile à mettre en œuvre et dont le point de départ est un « simple » mélange, dans un solvant,
du produit que l’on souhaite marquer avec un pré-catalyseur disponible commercialement.
Un précédent
L’équipe avait déjà décrit une méthode de marquage générale mettant en jeu un pré-catalyseur d’iridium,
un métal de transition de la famille des platinoïdes,
aux propriétés catalytiques remarquables et disponible commercialement (Les isotopes de l’hydrogène dans la course aux nouveaux médicaments). Dans leur
nouvelle étude, les chercheurs utilisent comme
pré-catalyseur un dimère de rhodium, un métal aux propriétés proches de l’iridium, également disponible dans le commerce. Comme dans leur précédente étude,
les nanoparticules catalytiques du métal sont formées simplement par décomposition des dimères sous une atmosphère de deutérium ou de tritium gazeux, en utilisant la molécule qu’ils souhaitent marquer comme ligand de surface pour contrôler l’état d’agrégation des clusters métalliques résultant.
Remplacer l'iridium par le rhodium et augmenter le champ des possibles
Avec le rhodium comme catalyseur,
l’échange isotopique peut se faire non seulement sur des carbones hybridés sp2 (de cycles aromatiques principalement), comme avec l’iridium,
mais aussi sur des carbones hybridés sp3 (carbones aliphatiques). Cette nouveauté confère trois avantages. D’abord, l’équipe peut marquer plus de « briques » entrant couramment dans la structure des médicaments qu’il était difficile de marquer jusqu’ici (positions
N-aliphatiques, carbones benzyliques). Ensuite, l’échange peut se faire sur les atomes de carbone des principaux sites de métabolisation des
substances actives et permettre de
ralentir la vitesse de métabolisation de ces substances. Enfin, comme il est possible d’incorporer plus d’atomes de deutérium sur un carbone sp3 que sur un carbone sp2, l’obtention de standards internes nécessaires à l’industrie pharmaceutique s’en trouve ainsi
facilitée.
Financement européen
Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet européen FET-OPEN
FLIX, coordonné par le CEA.
Contacts CEA-Joliot :