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Les
dendrimères, ces polymères " sophistiqués "
aux multiples applications
Les dendrimères
sont les nouveaux objets de synthèse de la chimie macromoléculaire.
Ils présentent une géométrie fractale en forme de choux-fleurs
ressemblant aux biomolécules et suscitent actuellement l'engouement
des scientifiques*, dont ceux du CNRS, par leur esthétique,
l'esprit créatif qui préside à leur construction, et
leurs fonctions potentielles dans le domaine de la biologie et des matériaux
moléculaires. Les formes naturelles dendritiques nous ramènent
au monde du vivant : infiniment petit avec les neurones et macroscopique
avec les arbres.
La méthode synthétique de la construction des dendrimères
repose sur l'analogie avec un principe naturel : celui de la réplication,
bien connue pour l'ADN et pour les cellules : à partir d'un cœur,
on procède d'une génération à la suivante en
divisant chaque branche en deux ou en trois suivant une série aussi
courte que possible de réactions données de façon à
réitérer ces réactions pour la construction de la génération
suivante. Cette méthode, dite méthode divergente, a été
initiée par Fritz Vogtle en Allemagne en 1978, puis par trois groupes
de chercheurs américains : R. G. Denkewalker, Donald A. Tomalia et
George R. Newkome au début des années 1980. Par exemple, Tomalia
a mis au point en 1983 une synthèse allant jusqu'à la dixième
génération. Pierre-Gilles de Gennes a montré à
l'aide des dendrimères de Tomalia qu'une saturation stérique
intervient à la périphérie du dendrimère à
partir d'une certaine génération après laquelle la
construction ne peut se faire qu'avec des défauts. La saturation
rend alors le dendrimère insoluble car les molécules de solvant
ne peuvent plus rentrer à l'intérieur. Il existe une infinité
de variantes pour la synthèse de dendrimères, par exemple
la méthode convergente utilisant des dendrons, c'est-à-dire
des arbustes fonctionnels que l'on greffe sur le cœur par le tronc
(méthode de J. M. J. Frechet, T. M. Miller et D. A. Moore).
Depuis quelques années, les scientifiques s'intéressent aux
applications potentielles des dendrimères dans de multiples domaines
: transport de matériel biochimique vers des cibles biologiques pour
la thérapie (par exemple génique), imagerie médicale
par RMN, traitement aux neutrons, catalyse, reconnaissance moléculaire
(en particulier des anions courants en biologie), micelles moléculaires,
traitement anti-viral, convertisseurs d'énergie, etc. Et l'avenir
est encore plus prometteur. Les recherches sur les dendrimères croissent
de façon exponentielle : on est passé de moins d'une dizaine
de publications en 1990 à plus de 500 en 1999.
Pour en savoir plus :
- D. Astruc. Research Avenues on Dendrimers Towards Molecular
Biology. From Biomimetism to Medicinal Engineering. C. R. Acad.
1996, 332, 27, pp. 4511-4514.
- N. Ardoin and D. Astruc. The molecular Trees : from
Syntheses towards Applications, Bull. Soc. Chim. Fr. 1995, 132,
pp. 875-909.
* Laboratoire de chimie organique et
organo-métallique, CNRS - Université Bordeaux 1
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