Métaux alcalino-terreux pour la fonctionnalisation C–O – ALCACAT

ALCACAT réunit deux équipes complémentaires de l’Université de Rennes 1 (Dr. Y. Sarazin (coordinateur), Prof. J.-F. Carpentier, DR. E. Caytan) et de l’Université Paris-Sud à Orsay (Prof. V. Gandon, Dr. C. Bour, Dr. D. Leboeuf). Le projet est centré sur l’ingénierie catalytique au travers de la chimie de coordination des métaux alcalino-terreux larges (Ae, où Ae = calcium, strontium et baryum) et la fonctionnalisation des liaisons Csp3–O en catalyse homogène. Le but est à terme de produire des composés de chimie fine à partir d’une famille de réactions clés : le couplage de–alcools avec les acides boriniques, la synthèse de cyclopentenones et de pyrroles, la synthèse totale de santarubin A, et la dépolymérisation de la lignine.
L’une des premières ambitions est de synthétiser des composés alcalino-terreux de types nouveaux, par exemple des complexes cationiques et des hydrures, dont on peut s’attendre à ce qu’ils soient très réactifs. Ils seront ensuite utilisés comme catalyseurs pour des procédés catalytiques dans lesquels la fonctionnalisation de liaisons Csp3–O est une étape clé vers la formation de produits à haute valeur ajoutée. Pour les réactions ciblées, des catalyseurs moléculaires (homogènes) spécifiques à l’acidité de Lewis facilement modulable seront également conçus. Ceci constituera un point d’entrée pratique et aux multiples avantages pour les différentes études en catalyse qui seront effectuées au cours du projet. Une multiplicité de stratégies de synthèse originales et indépendantes les unes des autres (toutes faisant appel aux compétences spécifiques de l’équipe rennaise) seront développées pour compléter avec succès les synthèses des différents catalyseurs, permettant ainsi de s’assurer que le projet n’atteigne jamais un point mort.

Ensuite, concernant les aspects catalytiques, les quatre ensembles de réactions qui seront étudiées en détails par l’équipe d’Orsay impliquent toutes la fonctionnalisation de liaisons Csp3–O, et sont d’intérêt industriel et académique majeur. Il est en outre envisageable qu’elles conduiront à la formation de nouveaux processus et produits commercialisables. Ces réactions mettront en jeu la réactivité spécifique des catalyseurs alcalino-terreux à l’acidité de Lewis modulable. La diversité des différents types de catalyseurs indépendants qui seront utilisés pour ces études garantit les meilleures chances de succès.

Les deux équipes, qui apporteront et combineront avantageusement leurs savoir-faire spécifiques pour garantir le succès d’ALCACAT, travailleront conjointement de manière collaborative et synergique. Le partenaire rennais a une large expérience dans le design et l’utilisation de catalyseurs homogènes, en particulier avec les métaux alcalino-terreux. L’équipe d’Orsay est reconnue pour ses compétences dans la conception et l’étude de processus catalytiques originaux, catalysés en particulier par des complexes et des sels des métaux du groupe principal.

Les recrutements d’un doctorant (à Rennes) et d’un chercheur postdoc (à Orsay), pour une enveloppe financière globale de 380,000 € (frais d’environnement inclus) sont requis pour ce projet de 42 mois. Il est à noter que des stages du doctorant et du postdoc dans les laboratoires des autres partenaires constitueront une partie intégrale du projet, de façon à optimiser la synergie et le transfert de compétences entre les deux partenaires et ainsi maximiser les chances d’accomplir les objectifs scientifiques.