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De meilleurs catalyseurs grâce à de meilleures méthodes

Les catalyseurs organiques constituent souvent une meilleure alternative aux composés à base de métaux, mais les mécanismes expliquant leur réactivité ont été négligés et restent mal compris. Les chercheurs ont conçu de meilleurs catalyseurs capables de produire des réactions plus respectueuses de l'environnement et économiquement durables.

Changement climatique et Environnement
Technologies industrielles

Les catalyseurs jouent un rôle central dans la chimie, car ils autorisent des processus chimiques plus durables et écologiques. Au cours des 15 dernières années, on a pu utiliser des molécules purement organiques comme alternative aux composés catalytiques à base de métaux. Le projet MOMES (Modern mechanistic studies for rational catalyst design), financé par l'UE, visait à concevoir une nouvelle génération de catalyseurs ayant une meilleure réactivité, efficacité et sélectivité. Les chercheurs ont prévu d'affiner les réactions pour comprendre les mécanismes les produisant. Pour mieux comprendre leur comportement, ils ont étudié les équilibres dans les réactions enzymatiques. Ils ont utilisé les différences d'énergie sur plusieurs réactions, afin d'optimiser la conception du catalyseur. MOMES a ensuite étudié les mécanismes de réaction de ses catalyseurs en utilisant le protocole d'analyse cinétique de l'avancement de réaction. L'équipe a découvert comment le comportement du catalyseur est transféré au produit grâce à une formation hautement sélective de produits intermédiaires en aval. Les résultats ont montré que le processus est contrôlé par la distribution des électrons des molécules dans la réaction. Les membres du projet se sont rendu compte que la présence d'impuretés dans les réactifs rend ce type de réaction inefficace. Ils ont surmonté ce problème en utilisant différents catalyseurs. Inspirée par la biologie et itérative, cette approche de la conception de catalyseur débouchera sur des réactions organiques plus écologiques et économiquement durables. D'autre part, les nouvelles informations cinétiques et thermodynamiques obtenues grâce à ces études enrichiront nos connaissances sur le comportement des catalyseurs.

Mots‑clés

Catalyseurs organiques, respectueux de l'environnement, durable, MOMES, conception de catalyseurs

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