Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay

Laboratoire de Chimie Inorganique - LCI

Complexes du fer, catalyseurs d'oxydation biomimétiques

Frédéric Banse, Katell Sénéchal-David, Jean-Jacques Girerd
Nathalie Ségaud, Charlotte Buron


Chimie de coordination – préparation d'intermédiaires réactionnels

 

 

Nos projets sont construits dans le cadre d'une chimie respectueuse de l'environnement en vue de développer des voies alternatives pour l'oxydation de petites molécules organiques. Nous tentons de dégager les principes de fonctionnement de certaines métalloenzymes, qui réalisent ce type de réactions difficiles dans des conditions douces en utilisant le fer, un métal éco-compatible, et du dioxygène. En partant de complexes de fer simples, nous cherchons à reproduire les motifs clés du cycle catalytique de ces systèmes. Des monooxygénases comme les cytochromes P450 ou des dioxygénases comme les enzymes a-ketoglutarate dépendantes, catalysent l'insertion d'un atome d'oxygène dans une liaison chimique d'un substrat organique inerte avec efficacité et sélectivité, via l'activation réductrice du dioxygène. Au cours des cycles catalytiques, des intermédiaires de type Fe-peroxo et Fe-oxo de haute valence sont formés. Nous cherchons à préparer de tels intermédiaires, ainsi qu'à les détecter et les identifier à l'aide de diverses spectroscopies à température variable. Quelques uns des ligands que nous utilisons pour préparer ces intermédiaires sont représentés ci-dessous.

Catalyse d'oxydation & Mécanism réactionel

    

 

La seconde partie de nos projets concerne l'étude des complexes de fer précurseurs en catalyse d'oxydation de petites molécules organiques (alcanes, alcènes, hydrocarbures aromatiques…). Les objectifs sont d'obtenir des catalyseurs efficaces, mais aussi de déterminer le mécanisme des réactions. Pour cela, nous utilisons des substrats et oxydants marqués isotopiquement, et nous considérons les intermédiaires identifiés lors des réaction entre les complexes précurseurs et les oxydants.

 

Thèses soutenues récemment :

 

 

 

 

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