Réactions chimiques à la surface de l'eau

Des chercheurs mettent au point une nouvelle méthode de synthèse : fabriquer des produits chimiques plus efficacement et dans le respect de l'environnement

20.02.2024

Des chercheurs de l'université de Ratisbonne, dirigés par le professeur Burkhard König, de l'Institut de chimie organique, ont mis au point une nouvelle méthode de synthèse : La réaction lumineuse à la surface de l'eau permet de réaliser des synthèses chimiques sans utiliser de solvants organiques ou d'autres additifs de réaction. La production de produits chimiques devient ainsi plus efficace et plus respectueuse de l'environnement. Les résultats de ces années de recherche viennent d'être publiés dans la revue internationale Science.

© Burkhard König

Réaction photochimique continue à l'interface huile-eau dans le laboratoire du Prof. König (Université de Regensburg).

La chimie de synthèse permet de préparer des molécules complexes, telles que celles nécessaires à la fabrication de médicaments, de produits phytosanitaires ou de matériaux de haute performance, en formant des liaisons chimiques entre les atomes. Ces réactions de synthèse nécessitent généralement des solvants organiques, des catalyseurs métalliques et des réactifs tels que des acides ou des alcalis. Tous les matériaux auxiliaires et les solvants ne peuvent pas toujours être recyclés, ce qui entraîne des déchets.

Des chercheurs de l'université de Ratisbonne, sous la direction du professeur Burkhard König, présentent aujourd'hui une méthode totalement différente pour synthétiser des molécules complexes : les molécules à faire réagir sont appliquées sur une surface d'eau, où elles forment une fine pellicule. L'irradiation par la lumière violette déclenche une réaction qui lie les deux partenaires de la réaction. La nouvelle méthodologie exploite la formation d'un film de molécules organiques insolubles à la surface de l'eau (comme un film d'huile sur une flaque d'eau) pour créer des conditions idéales pour l'activation par la lumière. L'étendue de l'application de cette technologie a été démontrée dans plus de 160 exemples, y compris la synthèse de précurseurs de médicaments. La réaction lumineuse à la surface de l'eau permet désormais la synthèse chimique sans l'utilisation de solvants organiques ou d'autres additifs de réaction. La production de produits chimiques devient ainsi plus efficace et plus respectueuse de l'environnement. Les résultats de ces années de recherche viennent d'être publiés dans la revue scientifique Science.

Le projet est en cours depuis environ deux ans. Pendant cette période, de nombreuses expériences ont été menées pour développer et confirmer la découverte centrale. Le transfert de la réaction dans un réacteur à flux a constitué une percée, car la synthèse peut être réalisée en continu et de plus grandes quantités de produit sont également accessibles. Les mesures spectroscopiques ont permis de mieux comprendre le mécanisme moléculaire de la réaction. Dans des travaux ultérieurs, la technologie de synthèse sera maintenant appliquée à d'autres réactions afin d'obtenir la gamme la plus large possible d'applications dans la production de produits chimiques.

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