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Catalyseur Catharsis
Les lauréats de cette année du prix Nobel de chimie, annoncés mercredi 5 octobre, ont découvert des catalyseurs pour une nouvelle façon élégante de créer des molécules organiques. Leurs travaux ont ouvert la possibilité d'une large gamme de catalyseurs réglés avec précision pour fabriquer des molécules qui étaient soit impossibles à fabriquer auparavant, soit nécessitaient une longue série d'étapes de synthèse.
En 1971, Yves Chauvin, qui a fait ses recherches pionnières à l'Institut Français du Pétrole, a proposé un mécanisme pour expliquer les réactions mystérieuses que les chimistes des compagnies pétrolières avaient observées depuis des décennies : bien que les produits, y compris un précurseur d'un plastique commun, soient familiers , la chimie derrière les réactions était inconnue.
Il a fallu le travail de Richard Schrock du MIT ( cliquez ici pour voir Schrock ), un autre lauréat du prix de cette année, pour confirmer que Chauvin avait raison. Schrock a fabriqué des catalyseurs métal-carbone qui ont séparé les molécules avec des doubles liaisons fortes et les ont réassemblés.
Grâce à ses travaux, les chimistes savent maintenant non seulement comment ces catalyseurs fonctionnent, mais aussi qu'ils peuvent être réglés pour créer différents produits en modifiant la disposition des atomes autour du noyau du catalyseur. Parce que tant de combinaisons de métaux et d'atomes environnants sont possibles, le travail de Schrock a ouvert une perspective de possibilités pour les chimistes.
C'était très excitant, déclare Guillermo Bazan, un étudiant diplômé du laboratoire de Schrock en 1990, qui a vu pour la première fois la preuve qu'ils disposaient du catalyseur dont ils avaient besoin. Bazan, maintenant professeur de chimie organique à l'Université de Californie à Santa Barbara, s'est assis avec stupéfaction pendant 20 minutes au sommet, montrant que les chercheurs du MIT avaient réussi. Il avait terminé un long projet, mais se souvient avoir pensé : « Par où commençons-nous ? » Parce que nous pouvions faire tellement de choses.
Le catalyseur, qui utilisait le molybdène métallique, a été décrit dans un article de 1990. Deux ans plus tard, un autre chimiste, Robert Grubbs, à Caltech, le troisième lauréat du prix, a créé un catalyseur utilisant le ruthénium. Bien qu'elle ne soit pas aussi active que celle de Schrock, la version de Grubbs pourrait être utilisée dans des conditions de tous les jours. La commodité des catalyseurs de Grubb a conduit à une utilisation généralisée.
Les catalyseurs résultant de leurs recherches sont devenus dominants dans de nombreux domaines de la chimie, explique Amir Hoveyda, professeur de chimie au Boston College. Pourtant, Hoveyda affirme que les applications de la technologie ne sont même pas réalisées à 5 à 10 %.
Pourtant, de nombreux composés précieux, y compris des médicaments potentiels contre l'hépatite C, les infections fongiques, la grippe et le sida, sont directement liés aux travaux des trois prix Nobel de chimie de cette année. En effet, au moins deux médicaments utilisant ce type de catalyseurs sont actuellement en phase avancée d'essais sur l'homme.
Les réactions rendues possibles avec les catalyseurs peuvent également être utilisées pour fabriquer des plastiques avancés, tels que des polymères électriquement conducteurs.
Pour de nombreuses réactions, les catalyseurs produits par Schrock et Grubbs ont conduit à des procédés de synthèse beaucoup plus efficaces. Ce sont les réactions les plus propres auxquelles vous puissiez faire face, explique Sarah Dolman, une récente diplômée du groupe Schrock, qui travaille maintenant chez Merck Frosst, une société pharmaceutique basée à Kirkland, au Canada.
Bien que ces catalyseurs aient prouvé leur valeur pratique et promettent de nombreuses autres applications, Schrock souligne que ces avancées sont toutes dues au fait que les scientifiques ont été autorisés à satisfaire leur propre curiosité. Ces découvertes initiales étaient le résultat de la recherche fondamentale, je ne savais pas où cela allait aller, a déclaré Schrock.