Cette publication est accessible gratuitement
Lire

Définition de : COMBINATOIRE, chimie

De
4 pages
Article publié par Encyclopaedia Universalis COMBINATOIRE, chimie Ajouter du jaune à du bleu produit du vert. On peut traduire l'opération réalisée, fabrication du vert, en A + B  → C. Autrement dit, la combinaison des réactants A et B, bleu et jaune, fournit un produit différent, C (le vert). Est-ce là tout ? Combiner, est-ce seulement « mettre ensemble » ? Au e xviii siècle, qui fut l'âge d'or des combinatoires, qu'elles fussent logiques (Leibniz), numériques, musicales (Bach) ou chimiques, le philosophe Étienne Bonnot de Condillac considérait la combinaison comme une façon méthodique de partir à la découverte : « On combine pour découvrir les rapports de plusieurs choses ou pour les arranger sous certains rapports », écrivait-il à l'adresse de son élève Ferdinand, prince de Parme. Effectivement, un chimiste contemporain de Condillac, Antoine Baumé ne s'y prenait pas autrement pour étudier les composés chimiques. Son but était le même, à la fois établir les affinités mutuelles s'exerçant entre les corps, et arranger ceux- ci sous certains rapports. Lorsqu'on parcourt son ouvrage en trois volumes, publié en 1773, Chimie expérimentale et raisonnée, on est frappé par cette organisation suivant une combinatoire. L'intéressant est que Baumé, non seulement présente les tentatives réussies de combinaison des corps A et B, mais qu'il a le scrupule de rapporter aussi tous les résultats négatifs de tels essais.
Voir plus Voir moins

Vous aimerez aussi

COMBINATOIRE, chimie

Ajouter du jaune à du bleu produit du vert. On peut traduire l'opération réalisée, fabrication du vert, en A + B → C. Autrement dit, la combinaison des réactants A et B, bleu et jaune, fournit un produit différent, C (le vert).

Est-ce là tout ? Combiner, est-ce seulement « mettre ensemble » ? Au xviiie siècle, qui fut l'âge d'or des combinatoires, qu'elles fussent logiques (Leibniz), numériques, musicales (Bach) ou chimiques, le philosophe Étienne Bonnot de Condillac considérait la combinaison comme une façon méthodique de partir à la découverte : « On combine pour découvrir les rapports de plusieurs choses ou pour les arranger sous certains rapports », écrivait-il à l'adresse de son élève Ferdinand, prince de Parme. Effectivement, un chimiste contemporain de Condillac, Antoine Baumé ne s'y prenait pas autrement pour étudier les composés chimiques. Son but était le même, à la fois établir les affinités mutuelles s'exerçant entre les corps, et arranger ceux-ci sous certains rapports. Lorsqu'on parcourt son ouvrage en trois volumes, publié en 1773, Chimie expérimentale et raisonnée, on est frappé par cette organisation suivant une combinatoire. L'intéressant est que Baumé, non seulement présente les tentatives réussies de combinaison des corps A et B, mais qu'il a le scrupule de rapporter aussi tous les résultats négatifs de tels essais.

Il existe à présent une sous-discipline, connue sous l'appellation de « chimie combinatoire », qui renoue avec le canevas conceptuel de Baumé. Elle est soutenue par l'industrie pharmaceutique, qui espère améliorer ses chances de découverte de nouveaux médicaments. Il s'agit, pour ses laboratoires, de constituer d'immenses chimiothèques.

Chacun de ces ensembles compte un très grand nombre de molécules différentes – des dizaines, des centaines de milliers, voire des millions, dont des procédures très largement automatisées permettent la synthèse. Elles sont formées en quantité minime, de l'ordre du nanogramme (un milliardième de gramme) pour chacune, tout juste suffisante pour une batterie de tests biologiques de leur activité thérapeutique. Ce n'est que si ces tests s'avèrent positifs qu'on fabriquera de plus grandes quantités de telle ou telle molécule particulièrement prometteuse.

En quoi cette procédure est-elle combinatoire ? Revenons à l'équation A + B → C. Si A est en fait un mélange de cinq composés alors que B en comporte dix, on peut s'attendre à obtenir 50 produits C différents. En augmentant bien davantage encore le nombre des réactants, on amplifie la diversification des produits. Certains laboratoires préparent délibérément, puis analysent des mélanges ne comportant pas moins de 200 milliards de produits différents, que recèle un seul flacon.

La nature a aussi recours à la chimie combinatoire. Notre système immunitaire produit des centaines de millions d'anticorps différents par recombinaison de segments, issus d'une région variable de la structure primaire. Les cônes, ces gastéropodes marins aux squelettes externes souvent très beaux et coniques, d'où leur nom, se nourrissent de poissons, qu'ils pêchent à la ligne – ils déroulent des filaments dont l'extrémité peut administrer des doses de venin. Ils paralysent ainsi leur proie afin de la déguster à loisir, la bête restée vivante étant leur garde-manger. Les molécules actives sont des mélanges de peptides, dont chacun provient de la combinaison de plusieurs acides aminés.

Pour donner un ordre de grandeur, si l'on se borne à dénombrer les tétrapeptides, donc de formule d'ensemble L-M-N-O (où les lettres désignent chacune un acide aminé), à partir des vingt acides aminés naturels on accède à 20 × 20 × 20 × 20 = 160 000 molécules distinctes. La sélection naturelle fait ensuite le tri.

La chimie combinatoire telle qu'elle a cours dans les laboratoires renoue avec une pratique bien éprouvée. Le plus illustre représentant, dans l'histoire des techniques, d'une telle recherche industrielle à l'aveuglette fut Thomas Alva Edison, en son laboratoire de Menlo Park, New Jersey, au début du xxe siècle.

Il se pourrait bien que la chimie combinatoire d'aujourd'hui soit vouée à la stérilité. Les médicaments, en effet, sont faits de molécules aux masses de l'ordre de 500 (l'unité de masse étant l'atome d'hydrogène). La morphine a une masse de 253, la L-DOPA de 197, la cortisone de 360 et la tubocurarine, principe actif du curare, de 682. Or, il existe potentiellement 10200 molécules organiques de masses inférieures à 750. À supposer qu'il suffise d'une seconde pour préparer chacune, il y faudrait 10194 années. L'âge de l'Univers est de l'ordre de 1010 années... Le succès tient donc du miracle. Ce n'est que si cette recherche, au lieu d'être conduite totalement au hasard, est guidée par une ou des idées fortes qu'elle a des chances d'aboutir.

La grande tentation, pour des chimistes, est la fuite en avant, sous la forme de l'exploration de cet immense espace de toutes les combinaisons possibles. Cela explique qu'une vingtaine de millions de molécules aient déjà été répertoriées. Cette croissance exponentielle de la production chimique dans toute sa diversité est à mettre au débit d'un empirisme conquérant. Ne faut-il pas, pour revenir à l'industrie pharmaceutique et à sa manière d'opérer, synthétiser une dizaine de milliers de molécules pour aboutir à un seul médicament commercialisable ?

Que la chimie soit foncièrement affaire de combinaison n'est pas une exclusivité de sa branche pharmaceutique. Toute formulation ne relève-t-elle pas aussi d'une combinatoire ? Car, pour pouvoir la breveter, il la faut différente dans sa composition d'avec ses rivales, mais néanmoins équivalente quant à ses résultats. La vogue des organométalliques n'est-elle pas aussi le fait d'une combinatoire, celle qui associe un métal, dans un certain état d'oxydation, et un certain nombre de coordinats, conférant à ce complexe de coordination un caractère unique – ce qui ne veut pas dire pour autant original ? Les matériaux composites relèvent eux aussi d'une combinatoire. Il en va de même, et davantage encore, des copolymères ou des alliages de polymères, qui nous fournissent matières plastiques, fibres textiles et autres matériaux dont les propriétés peuvent se révéler avantageuses dans leurs applications. Quelles sont les combinaisons gagnantes ? Elles sont difficilement prévisibles a priori, car les propriétés technologiques sont régies par de multiples paramètres.

De tout cela on conclura que l'expression « chimie combinatoire » est au mieux un pléonasme, puisqu'en tout état de cause la chimie est science de la combinaison ; et que l'ensemble de techniques que recouvre cette appellation, comme tout autre outil, n'a d'autre visée que l'accomplissement d'un projet rationnel. Restreinte à une recherche à l'aveuglette, la chimie combinatoire a pour seul horizon la prolifération de molécules inédites, sans intérêt ou dangereuses.

Auteur: Pierre LASZLO
Un pour Un
Permettre à tous d'accéder à la lecture
Pour chaque accès à la bibliothèque, YouScribe donne un accès à une personne dans le besoin