Effets non linéaires hyper-positifs en catalyse asymétrique : élucidation des principes et applications. – Hyp-NLE

Les effets non-linéaires en catalyse asymétrique sont un phénomène fascinant et important, notamment pour la rationalisation de l’apparition de l’homochiralité dans la vie. Les effets non-linéaires sont également un outil important pour comprendre le mécanisme d'une réaction asymétrique. Dans ce cadre, nous avons récemment découvert des systèmes chiraux où l’excès énantiomérique du produit prend des valeurs beaucoup plus importantes pour le ligand partiellement résolu que pour le ligand énantiopur, un phénomène qui avait été théorisé, mais jamais observé.

Dans ce projet, nous prévoyons une approche systématique pour faire avancer ce domaine et évaluer son impact sur la catalyse énantiosélective de manière général. Les objectifs sont d'identifier et de comprendre les cas inhabituels d'effets non linéaires, en particulier les effets non-linéaires énantiodivergents ou hyperpositifs. Les travaux viseront aussi à l'élucidation des différents paramètres régissant ces réactions catalytiques, à l'extension des modèles pour déterminer l'influence des réactifs et des produits et à l'étude des phénomènes d'agrégation de manière générale.

Ainsi, le projet est divisé en deux objectifs interconnectés qui viseront à :
- comprendre chimiquement comment ces scénarios sont possibles. Les outils possibles pour déchiffrer le schéma de réaction comprennent des investigations spectroscopiques in situ (telles que des analyses RMN approfondies), des analyses cinétiques, des études d'énantiosélectivité, etc. (Tâche 1) et également des analyses DFT approfondies en collaboration avec le partenaire 2 (Tâche 2),
- améliorer et étendre les premiers exemples que nous avons récemment rapportés. En relation étroite avec la première approche, nous modifierons synthétiquement les ligands et évaluerons de nouvelles structures moléculaires afin de générer des catalyseurs appropriés pour des effets non-linéaires sans précédent. Nous pourrons alors envisager d'étendre nos études à des réactions asymétriques qui sont prédisposées à des effets non-linéaires non usuels (Tâche 3).

De plus, notre programme de travail est étayé par des résultats expérimentaux préliminaires validant nos hypothèses scientifiques. Grâce à la combinaison des trois tâches, nous contribuerons de manière significative à une meilleure compréhension des mécanismes de la catalyse asymétrique -et de la catalyse homogène en général- offrant ainsi de nouveaux modèles non linéaires qui seront des outils pour déchiffrer les mécanismes. Cela permettra ultimement d'améliorer les énantiosélectivités des réactions étudiées et d'aborder une approche différente de la catalyse énantiosélective.