Des carbènes métalliques pour la synthèse organique
Les carbènes de métaux sont de nouveaux composés organométalliques contenant une liaison double métal-carbone. Ces liaisons peuvent être démantelées de deux façons différentes, qui changent l'état oxydatif du métal impliqué. La réactivité des carbènes de métaux permettrait de faire pousser des fils monomoléculaires conjugués à partir du centre métallique, par exemple pour la nanoélectronique. Les scientifiques du projet NASUMECA («Nanoscience with surface metal carbenes»), financé par l'UE, ont étudié l'utilisation des carbènes de métaux pour des réactions de synthèse organique d'intérêt industriel. Ils ont en particulier étudié la conception de catalyseurs hétérogènes pour des réactions de métathèse d'oléfines, impliquant la redistribution des alcènes (les oléfines) en cassant puis régénérant les doubles liaisons carbone-carbone. La métathèse d'oléfine a soulevé l'attention car sa relative simplicité fait qu'elle génère peu de sous-produits indésirables et de déchets dangereux, par rapport à d'autres réactions organiques. L'équipe du projet s'est intéressée à des sites catalytiques actifs uniques dans des molécules de porphyrine, au lieu des surfaces initialement envisagées, car les atomes isolés de métaux ont montré davantage de potentiel. Les molécules de porphyrine peuvent héberger divers centres métalliques, et ont un rôle critique dans le transport de l'oxygène dans le sang (par l'hémoglobine) et dans la photosynthèse (par la chlorophylle). Le centre métallique des porphyrines a aussi d'excellentes propriétés catalytiques et peut former des carbènes de métaux. Les scientifiques ont pu induire la métallation de monocouches de porphyrines sans former de sous-produits liés en surface, élucidant les mécanismes responsables. Ces résultats devraient avoir un impact très important dans la chimie du métal des porphyrines. Les chercheurs ont utilisé le dodécacarbonyle de triruthénium pour fabriquer des composés organométalliques dans le vide. Ceci suggère la possibilité d'utiliser la même méthode avec d'autres composés, afin d'introduire des centres métalliques inaccessibles par la sublimation de métaux. C'est ainsi que la compréhension du processus a permis de métaller un composé similaire, du dodécacarbonyle de triosmium. Grâce à l'extension des capacités du laboratoire et aux expériences ainsi possibles, le projet a notablement progressé dans la chimie organométallique, la science des surfaces et l'auto-assemblage de molécules. En y ajoutant la formation scientifique et les compétences en gestion, NASUMECA s'est assuré qu'une nouvelle génération de chercheurs pourra travailler à des applications intéressantes au niveau socioéconomique.
