ANR Multiplet — 2015-2019
"Multielectronic light driven water activation for oxygen atom transfer reactions under mild conditions"
Coordinateur : T. Tron (Aix Marseille Université)
Groupes de l'ECI impliqués en tant que partenaires : Photosynthèse artificielle et Complexes du fer, catalyseurs d'oxydation bioinspirés
1 thèse, 2 post-docs
Ce projet est centré sur la construction d’un système auto-suffisant qui permettrait de réaliser des réactions de transfert d’atome d’oxygène en assemblant un chromophore et un catalyseur capables ensemble de photoactiver l’eau et de générer une espèce réactive de type metal-oxo (2e-, 2H+) à une Laccase robuste jouant le rôle d’accepteur de protons et d’électrons en réduisant le dioxygène (4H+,4e-).
Résultats marquants
Avec nos collaborateurs du CEA (iBiTec-S), Nous avons montré que la photogénération d’une espèce Fe=O au sein d’un complexe de fer covalemment lié à un chromophore photoactif est possible et permet de transférer l’atome d’oxygène à un substrat organique. L’excitation du chromophore à 450 nm en présence d’un accepteur d’électron permet de déclencher une série de transferts électroniques conduisant à la formation d’une espèce oxydée Fe=O à partir du précurseur métal-aqua. Cette preuve de concept démontre qu’il est possible, bien que délicat, de synchroniser le transfert d’électrons photoinduits (processus rapide) avec une réaction chimique (processus lent). Cette stratégie permet en outre de réaliser l’oxydation de substrats organiques en utilisant l’eau comme source d’atome d’oxygène et par la même occasion de récupérer deux électrons et deux protons pour la production d’hydrogène par exemple.
Successive light-induced two electron transfers in a Ru–Fe supramolecular assembly: from Ru–Fe(II)– OH2 to Ru–Fe(IV)–oxo. C. Herrero, A. Quaranta, M. Sircoglou, K. Sénéchal-David, A. Baron, I. M. Marín, C. Buron, J.-P. Baltaze, W. Leibl, A. Aukauloo et al. (2015) Chem. Sci. 6, 2323–2327
En collaboration avec nos collègues de Marseille, nous avons également apporté une preuve de concept concernant la photooxidation aérobie de substrats organiques par un mélange photosensibilisateur / Laccase en absence d’un donneur sacrificiel d’électron. Dans ce scénario, l’O2 agit à la fois comme donneur d’atome d’oxygène et comme accepteur d’électron.
Visible-Light-Driven Oxidation of Organic Substrates with Dioxygen Mediated by a [Ru(bpy)3]2+/Laccase System. L. Schneider, Y. Mekmouche, P. Rousselot-Pailley, A. J. Simaan, V. Robert, M. Réglier, A. Aukauloo, T. Tron (2015) ChemSusChem 8, 3048–3051
Cependant, le mécanisme conduisant à la réaction de transfert d’atome d’oxygène passe par une voie radicalaire qui nécessite un meilleur contrôle pour une réactivité plus sélective. Nous travaillons actuellement sur cette problématique.
Dernière mise à jour le 21.06.2019