Méthodologies exploratoires pour la synthèse organique et organométallique (équipe 4)

Présentation

Responsable : Dr Julien Legros 

Les thématiques de l‘équipe MESOO sont organisées autour de quatre grands axes de synthèse, soutenus par une activité de chimie quantique transverse (axe 5) :

Axe 1 : Chimie organométallique (Ni, Li) et des hétéro-éléments (Si, Ge) : complexes hétéro-bimétalliques, études mécanistiques, synthèse d’hétérocycles.

Axe 2 : Synthèse de molécules d’origine naturelle et mise au point de réactions organocatalysées.

Axe 3 : Désaromatisation d’arènes électro-appauvris : accès à des structures moléculaires 3D par cycloadditions

Axe 4 : Technologie pour la synthèse : chimie ‘hors limites de réactivité classique’ par activation hyperbare et chimie éclair microfluidique.

Axe 5 : Chimie quantique

Ces recherches s’effectuent grâce à des soutiens notamment de la part de l’Union Européenne (Programmes INTERREG FMA LabFact et SmartT) mais également de la Région Normandie, de l’ANR,…Au 1er janvier 2021, l’équipe est composée de 7 membres permanents (3 Maîtres de conférences et 1 Professeur de l’Université de Rouen Normandie, 1 Chargé de recherche et 2 Directeurs de Recherche du CNRS), et 15 membres non-permanents (1 technicienne, 8 doctorants, 6 postdoctorants).

Axes de recherche

Axe 1 : Chimie organométallique (Ni, Li) et des hétéro- éléments (Si, Ge) : complexes hétéro-bimétalliques, études mécanistiques, synthèse d’hétérocycles.

Axe 1.1. Nouvelles méthodologies de synthèse organométallique, notamment hétéro-bimétalliques et études mécanistiques/RMN.

Membres : Dr A. Harrison-Marchand, Dr C. Fressigné, Dr J. Maddaluno

Deux objectifs:

– élaborer des versions énantiosélectives efficaces de réactions engageant des organométalliques hautement polaires (RnM = RLi, R2Mg). Notre intérêt porte sur des additions nucléophiles énantiosélectives et l’approche consiste à placer le réactif nucléophile RnM dans un environnement chiral via une interaction dipolaire avec une seconde entité organométallique asymétrique jouant le rôle de ligand inducteur (A*-Li). 

– comprendre les processus chimiques et stéréochimiques mis en œuvre grâce à des analyses structurales des intermédiaires de réaction présents en solution (RMN) ou à l’état solide (X-ray), ainsi qu’à partir d’études théoriques (calculs DFT). 

Mots-Clés :

  • Synthèse énantiosélective
  • Amidures de lithium chiraux
  • Organo(bi)métalliques polaires
  • Agrégats mixtes et complexes ates
  • Relation structure/réactivité

Axe 1.2. Carbo- et hétérométallation d’alcynes

Membres : Dr M. Durandetti, Dr C. Fressigné, Dr J. Maddaluno

– Mise au point et étude des mécanismes de réactions de création de liaisons carbone-carbone, utilisant la catalyse par des complexes de métaux de transitions (chimie du nickel en particulier). Optimisation des résultats grâce à une étude électrochimique du mécanisme réactionnel. Applications à l’électrosynthèse.

– Synthèse d’hétérocycles silylés / germanylés (activation Si-CH2-Cl, activation Si-CH2-H, activation Si-Si, activation Si-H / Ge-H).

– Activation de triple liaison (carbométallation, hétérométallation). Synthèse associée à une étude théorique par calculs DFT.

Mots-Clés :

  • Carbométallation
  • Electrosynthèse
  • Etude mécanistique
  • Catalyse par un complexe de nickel
  • Hétérocycles silylés

Axe 2 : Synthèse de Produits Naturels et Méthodes Enantioselective

Membres : Dr M. De Paolis

Nous cherchons à établir des méthodes innovantes pour préparer de nouvelles molécules ou explorer de nouvelles déconnections pour la synthèse de produits naturels. 

Mots-Clés :

  • Synthèse énantiosélective 
  • Organocatalyse
  • Réactions domino
  • Produits Naturels

Axe 3 : Désaromatisation d’arènes électro-appauvris : accès à des structures moléculaires 3D par cycloadditions

Membres : I. Chataigner

Les cycloadditions (4+2) et (3+2) désaromatisantes, impliquant des aromatiques électro-appauvris de nature diversifiée, ont été récemment réalisées avec succès et avec une diastéréosélectivité totalement contrôlée. Collaborations Tohoku-Japon (échange réciproque de chercheur), ILV, Southampton, Brighton.

Mots-Clés :

  • Hétérocycles
  • Cycloadditions
  • Désaromatisation

Axe 4 : Technologie pour la synthèse : chimie ‘hors limites de réactivité classique’ par activation hyperbare, chimie en flux continu et chimie éclair

Membres : J. Legros, I. Chataigner, J. Maddaluno Membres : I. Chataigner

Axe 4.1. Chimie hyperbare : La combinaison unique de l’HFIP et des hautes pressions promeut notamment la réaction d’aza-Michael entre des anilines et des accepteurs de Michael encombrés de façon très efficace. Collaborations Irkoutsk-Russie (échanges réciproque de chercheurs), BioCIS.

Axe 4.2. Chimie éclair et en flux continu. Les réacteurs miniaturisés  en flux continu permettent d’atteindre des échelles de temps très courtes (quelques millisecondes ; chimie éclair) permettant d’effectuer des réactions impossibles en ballon (monoalkylation d’amines, piégegage d’intermédiares lithiés). De plus, le flux continu permet de mettre au point des ‘usines chimiques transportables’ (dispositif de neutralisation d’agents moutarde). Collaborations LSPC, CEISAM, PBS, LRGP-Nancy, Kyoto, Southampton. 

Mots-Clés :

  • Flux continu
  • Microréacteurs
  • Organolithiés
  • Agents chimiques de guerre

Axe 5 : Chimie quantique

Membres : C. Fressigné, I. Chataigner, J. Maddaluno 

Participation continue aux différents projets des axes expérimentaux 1-3 : chimie organométallique, organocatalyse, cycloadditions.

Etude théorique de la structure, de la réactivité de composés organiques, par des méthodes de chimie quantique. 

Diverses méthodologies sont mises en œuvre selon les objectifs, et les réactions considérées: 

pour l’étude des mécanismes réactionnels, une approche statique (DFT) des surfaces d’énergie potentielle est utilisée, tandis que pour les méthodes d’analyses structurales des analyses topologiques (ELF) couplées à des décompositions énergétiques (de type,Morokuma) sont appliquées. 

Mots-Clés :

  • Calculs DFT
  • Cycloaddition
  • Organolitiés

Publications scientifiques

Retrouver l’ensemble des publications de l’équipe MESOO (Equipe 4) dans la collection COBRA du portail HAL.

Liste des publications de l’équipe MESOO

Financements

Liste des principaux financement de l’équipe MESOO (Equipe 4) :

  • ANR PRC ANR PRC, Arene Difunctionalisations: Complementary (ArDCO), 2017-2021, Porteur: I. Chataigner (COBRA), Partenaire: V. Moreau (ILV), G. Vincent (ICMMO), M. De Paolis (COBRA).
  • ANR PRCI, Micro-flUidique pour l’étude des relations entre Structure et réactivité supporté par la Thermodynamique et la cinétique (MUST), 2021-2024, porteurs: S. Leveneur (LSPC), C. Held (Univ Dortmund), partenaire: J. Legros (COBRA).
  1. INTERREG France (Manche) Angleterre, Textiles intelligents (SmartT), 2020-2023, porteur: D. C. Harrowven (Univ Southampton), partenaire: équipe MESOO (COBRA).
  2. INTERREG France (Manche) Angleterre, Transformer les laboratoires en usines (LabFact), 2017-2021, porteur: D. C. Harrowven (Univ Southampton), partenaire: équipe MESOO (COBRA).
  • Thèse RIN 100, Désaromatisation photocatalysée en flux continu, 2020-2023, porteurs: J. Legros/I. Chataigner/M. Durandetti, partenaire: T. Lequeux (LCMT, Caen)
  • Thèse Labex SynOrg, Chimie en flux autonome, 2020-2023, porteurs: J. Legros (COBRA), partenaire: F.-X. Felpin (CEISAM, Nantes).
  • Thèse RIN 100, Désaromatisation photocatalysée en flux continu, 2020-2023, porteurs: J. Legros, I. Chataigner, M. Durandetti, partenaire: T. Lequeux (LCMT, Caen)
  • RIN Tremplin, Développements de nouveaux procédés d’électrosynthèse en flux continu pour l’accès à des architectures moléculaires d’intérêts (EFLUX), 2020-2022, porteurs: Pr Philippe Jubault (COBRA), Dr Muriel Durandetti (COBRA), Pr Thomas Poisson (COBRA), Dr Sylvain Oudeyer (COBRA), partenaires: Pr André Charette (Univ. Montréal), Pr Hélène Lebel (Univ. Montréal)
  • RIN Label, Synthèse en réacteurs miniaturisés à flux continu – De la chimie éclair à l’intensification (Milliflux), 2019-2022, porteurs : J. Legros (COBRA), T. Poisson (COBRA), C. Afonso (COBRA), S. Gaillard (LCMT)
  • AAP DRACCARE/Région Normandie, Autonomie Pharmaceutique Industrielle (API), 2020-2023, porteurs: P. Jubault (COBRA), J. Legros (COBRA), T. Poisson (COBRA)
  • Thèse EUR XL-Chem, Synthèse hyperbare, 2020-2023, porteurs : J. Legros, I. Chataigner (COBRA). partenaire : D. C. Harrowven (Univ Southampton, UK).
  • Thèse CALLIOPE, Polymérisation en flux, 2019-2022, porteur: F. Burel, D. Vuluga (PBS), partenaire : J. Legros (COBRA)

Liste complète des financements de l’équipe MESOO (Equipe 4).

Actualités

Méthodologie exploratoire pour la synthèse organique et organométallique

Publication dans Green Chemistry

Notre article « Soft and Effective Detoxification of a VX Simulant in a Nylon 3D Printed Basic Flow Reactor » vient d’être publié dans le journal Green Chemistry en tant que Hot paper (Green Chem 2021, 23 (19), 7522–7527  https://doi org/10 1039/D1GC01961A ) Ce travail, soutenu par la Fondation Dassault Systèmes, a été réalisé en collaboration avec Pierre-Yves Renard (Equipe Chimie Bioorganique), Cécile Vallières et Léa Sigot (Laboratoire de Réaction et Génie des Procédés de Nancy)

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Méthodologie exploratoire pour la synthèse organique et organométallique

Publication dans Chem. Commun.

L’électrophilie des 3-nitroindoles a été quantifiée grâce à une collaboration entre notre équipe et Sami Lakhdar Bravo à Batoul, Maxime, Ludovik et Karine pour leur implication permettant une publication dans Chemical Communication (DOI:10 1039/d1cc04074j)

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Méthodologie exploratoire pour la synthèse organique et organométallique

Publication dans Chem. Rec.

Notre dernier article dans the Chemical Record (DOI: 10 1002/tcr 202100142) résume l’ensemble des travaux développés, grâce à une catalyse par le complexe NiBr2bipy que ce soit en synthèse ou bien électrosynthèse

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Méthodologie exploratoire pour la synthèse organique et organométallique

Publication et Cover dans J. Org. Chem.

Bravo à Claire et Amaury pour la publication de leurs travaux de recherche en électrosynthèse dans le cadre du programme Interreg LabFact, publié dans J Org Chem (DOI: 10 1021/acs joc 1c00811) et sélectionné pour faire la couverture

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Méthodologie exploratoire pour la synthèse organique et organométallique

Projet API - Autonomie Pharmaceutique et Industrielle

L’Etat via l'appel à projets DRACCARE, le Conseil Régional de Normandie et l’Union Européenne dans le cadre du programme opérationnel FEDER/FSE 2014-2020 investissent 690 k€ pour relancer la souveraineté pharmaceutique nationale en soutenant le projet API L’acronyme API, habituellement employé pour désigner les principes actifs des médicaments (active pharmaceutical ingredient), est dorénavant aussi le sigle du projet ‘Autonomie Pharmaceutique et Industrielle’ Porté par P Jubault, J Legros et T Poisson du laboratoire COBRA (CNRS/INSA Rouen Normandie/Université de Rouen Normandie) membre du Labex SynOrg et de l'EUR XLChem, le projet API vise à développer en Région Normandie une plate-forme technologique de synthèse d’actifs pharmaceutiques en flux continu unique en France  

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Méthodologie exploratoire pour la synthèse organique et organométallique

Publication dans Chem. Eur. J.

Félicitations à Muriel Durandetti, Anne Harisson-Marchand et Jacques Maddaluno de l’équipe Méthodologies exploratoires pour la synthèse organique et organométallique, ainsi qu’à Hassan Oulyadi de l’équipe Analyse et modélisation pour leur article en collaboration avec Emmanuel Vrancken et Jean-Marc Campagne (ICGM, Université de Montpellier) et Hélène Gérard (LCT, Sorbonne Université) sur "Intertwined Analytical, Experimental and Theoretical Studies on the formation and structure of a Copper dienolate" publié dans Chem Eur J (doi org/10 1002/chem 202100596) Cette publication résulte d’une collaboration dans le cadre du projet ANR Copenol

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Méthodologie exploratoire pour la synthèse organique et organométallique

Démarrage projet Interreg SmartT

Le projet Interreg SmartT est en route avec l’accueil de 3 postdocs ce printemps : Oscar Gayraud, Hadi Hachem et Matthieu Hédouin

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Membres

Isabelle CHATAIGNER

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Michael DE PAOLIS

Chargé de recherche, CNRS

Muriel DURANDETTI

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Catherine FRESSIGNE

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

Anne HARRISON-MARCHAND

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Julien LEGROS

Directeur de recherche, CNRS

Jacques MADDALUNO

Directeur de recherche, CNRS