4 le journal n˚ 127


RECHERCHE


La liaison cachée du soufre révélée par des chercheurs genevois


Une fois introduit adéquatement dans une molécule, le soufre peut devenir un catalyseur d’une plus grande précision que ceux qui existent déjà. C’est ce que des chimistes de la Faculté des sciences ont réussi à montrer


16 février au 2 mars 2017


Le meilleur catalyseur basé sur le soufre mis au point par les chimistes genevois (ci-contre) et


l’atome de SF2 (en bas). Les trous bleu foncé apparaissent à la surface des atomes de soufre.


J. MAREDA


L


a chimie de synthèse consiste à transformer des molécules existantes


«L’hydrogène agit comme un aspirateur de charges négatives qui pousse les molécules à s’assembler»


pour en créer de nouvelles. Cela ne se fait pas tout seul. Pour rendre ces réactions possibles, il faut la plupart du temps l’aide d’un catalyseur. Habituelle- ment, dans les laboratoires de recherche ou l’industrie, c’est l’hydrogène qui joue ce rôle. Stefan Matile, professeur au Département de chimie orga- nique (Faculté des sciences), et son équipe ont montré, pour la première fois, que l’atome de soufre, intégré dans une molé- cule, permet de r empl i r lui aussi cette fonct ion de c a t a l y s e u r et qu’il offre en plus une me i l l eu r e pr é c is i o n . Publiée dans


la revue Angewandte Chemie, cette découverte ouvre la voie à de nouvelles possibilités dans la création de molécules dont notre quotidien est tellement friand (santé publique, énergie, environnement, médicaments, cellules solaires ou encore par- fums).


POUSSER À LA RÉACTION «Le rôle du catalyseur


consiste à pousser les molé- cules à se transformer dans la


direction souhaitée, explique Stefan Matile. Dans la nature, cette fonction est remplie par les enzymes. Dans les labora- toires, on utilise principalement l’atome le plus élémentaire qui existe, à savoir l’hydrogène. Ce dernier, étant électropositif, a en effet tendance à attirer les charges électriques négatives des molécules cibles (les subs- trats) lorsqu’il établit une liai- son avec elles.»


ASPIRATEUR DE CHARGES Ce faisant, l’hydro-


gène enlève progres- sivement les charges négatives contenues dans le subst rat jusqu’à ce que ce- lui-ci soit obligé de se mettre en contact avec une autre mo- lécule pour retrou- ver sa stabilité, d’où sa transformat ion. En d’autres termes, l’hydrogène agit comme un aspirateur de charges négatives qui pousse les molécules à s’assembler afin de compenser ces pertes. L’équipe du professeur Ma-


tile s’est, quant à elle, intéressée à des catalyseurs «exotiques» et notamment à l’atome de soufre. En l’analysant de plus près, les chercheurs genevois ont d’abord découvert que lorsqu’il est as- semblé dans certaines molé- cules, il présente une forte dé-


ficience en électrons, un «trou noir» sur sa surface à un endroit bien délimité. Ils se sont en- suite demandé si cette zone ex- trêmement pauvre en charges négatives était susceptible de jouer, elle aussi, le rôle d’«as- pirateur», à l’instar de l’hy- drogène, lorsqu’elle était mise en contact avec un substrat. Si oui, le soufre inaugurerait une nouvelle classe de catalyseurs, basés non pas sur la liaison hydrogène m a i s s u r


non seulement celles-ci fonc- tionnent et accélèrent les trans- formations avec une vitesse mille fois supérieure qu’en l’ab- sence de catalyseur mais que, de surcroît, nous atteignons un degré de précision impossible à obtenir avec une liaison hydro- gène.»


RÉVOLUTION EN CHIMIE En effet, l’électronégativité


c e l l e dite chalco-


gène – du nom donné à la co- lonne du tableau périodique des éléments comprenant no- tamment l’oxygène, le soufre, le sélénium et le tellure. «Afin de vérifier notre hy-


pothèse, nous avons créé et testé plusieurs structures mo- léculaires en utilisant des liai- sons chalcogènes de plus en plus fortes, ajoute Stefan Ma- tile. Nous avons constaté que


de l’hydrogène est distribuée uniformément sur toute sa sur- face. Lorsqu’il joue le rôle de catalyseur, l’atome entier peut entrer en contact avec le subs- trat et aspirer de toutes parts les charges négatives. Dans le cas du soufre, en revanche, ce déficit en électron est très di- rectionnel. Selon les chimistes, cet te propriété devrait per- mettre d’être plus précis dans l’orientation du contact entre le substrat et le catalyseur et de mieux contrôler une trans- formation. En d’autres termes, un catalyseur avec une telle configuration aurait l’avantage de favoriser plus encore les ré- actions chimiques souhaitées au détriment de celles qui sont in- désirables. Une révolution dans la chimie de synthèse. L’équipe du professeur Ma-


tile va à présent tenter de créer des molécules de synthèse iné- dites qui seraient impossibles à obtenir à l’aide d’une liaison hydrogène conventionnelle. —


Page 1  |  Page 2  |  Page 3  |  Page 4  |  Page 5  |  Page 6  |  Page 7  |  Page 8  |  Page 9  |  Page 10  |  Page 11  |  Page 12  |  Page 13  |  Page 14  |  Page 15  |  Page 16