JCJC SIMI 7 - JCJC : Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie : Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique

Les superbases en milieu confiné: SuperBases Supramoleculaires et Supportées – (Sup)3Bases

Des récipient moléculaire: La chimie en espace confiné

Etude de l’effet du confinement en particulier de la forme et de la taille des cavités moléculaires sur l’activité catalytiques : vers une organocatalyse plus efficaces et selective pour une chimie verte.

La chimie en milieu confiné, vers une chimie plus verte

L’objectif de ce projet est d’obtenir des catalyseurs organiques efficaces et sélectifs pour réaliser des transformations chimiques clés dans des conditions douces pour le développement d’une chimie verte.Le confinement au sein de structure supramoléculaire ou d’un solide mésoporeux doit exalter la réactivité pour réaliser la trans-estérification des acides gras végétaux pour obtenir du biodiesel à faible cout énergétique, et avec un procédé plus respectueux de l’environnement.

La méthode ici consiste à combiner, au sein d’une seule molécule, deux aspects de la chimie : la catalyse et la chimie hôte-invité. Cette nouvelle entité présentera des propriétés uniques qui permettront d’aborder de façons originales et novatrices des problématiques difficiles. Cette stratégie fait appel à de nombreux sous domaines de la chimie et nécessite de travailler en collaboration avec des chercheurs de compétences complémentaires.

Nous avons pu synthétiser des entités hautement réactives insérées dans une cavité moléculaire qui ont présenté des activités très particulières, soulignant l’intérêt d’une telle stratégie pour développer de nouveaux catalyseurs. Ces travaux abordent à la fois des problèmes de chimie fondamentale et appliquée : partant de l’étude de l'effet du confinement sur la réactivité, de nouveaux catalyseurs plus performants et respectueux de l’environnement sont développés.

Nous poursuivrons cette étude afin (i) de mieux comprendre ces systèmes complexes dont le fonctionnement s’apparente plus aux enzymes qu’a un système chimique « classique » et (ii) d’obtenir des catalyseurs encore plus efficaces.

Depuis le début du projet cinq articles relatifs au projet ont été publiés dans des journaux internationaux à comité de lecture. La plupart des articles sont parus dans des journaux à fort impact, soulignant l’intérêt de la communauté scientifiques internationales pour notre recherche. Plusieurs conférences et communications (orales ou affiches) nous ont également permis de présenter nos résultats à la communauté scientifique concernée.

L'objectif du projet (Sup)3bases est d'étudier le comportement des proazaphosphatranes (superbases) en milieu confiné : dans des structures supramoléculaires ou dans des matériaux de silice poreux à l'échelle nanoscopique. Quatre personnes ayant des compétences bien spécifiques et appartenant toute au Laboratoire de Chimie de l'Ecole Normale Supérieure de Lyon seront impliqués dans ce projet afin de le mener à terme. C'est un vrai défi de concevoir et de caractériser de tels objets car c'est un domaine qui marie à la fois la recherche fondamentale (synthèse-caractérisation-calcul théorique) et la recherche appliquée (chimie verte, chimie énantiosélective). La force de se projet réside dans la complémentarité des chercheurs impliqué localement. Les superbases seront intégrées dans des objets supramoléculaires et des matériaux de silice poreuse nanostructurées afin d'étudier l’évolution de leurs propriétés physiques et de leur réactivité en milieu confiné. Nous nous intéresserons plus particulièrement aux activités catalytiques de ces systèmes pour la transformations des triglycérides en biodiesel et pour le dédoublement d'alcools racémiques. Des méthodes ab-initio permettront de rationnaliser l'augmentation de la réactivité. C'est une occasion unique de pouvoir réunir dans une seule et même équipe de recherche toutes les compétences nécessaires à la réussite de ce projet grâce à des chercheurs appartenant aux domaines de la catalyse homogène et hétérogène, de la chimie supramoléculaire, de la synthèse et de la catalyse asymétrique et de la chimie théorique.

Coordinateur du projet

Monsieur Alexandre MARTINEZ (ECOLE NORMALE SUPERIEURE DE LYON) – alexandre.martinez@ens-lyon.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ENS de Lyon ECOLE NORMALE SUPERIEURE DE LYON

Aide de l'ANR 210 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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