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4.Nano-capsules : Encapsulation, reconnaissance chirale et réactivité dans un environnement confiné.

publié le , mis à jour le

I. Nanocapsules et chimie « hôte-invité ».

La préparation rationnelle de récepteurs inorganiques en particulier dans le domaine « hôte-invité » est un axe de recherche actif en chimie inorganique moderne. L’auto-assemblage constitue une méthode élégante et efficace pour la préparation d’architectures élaborées. Par ailleurs l’utilisation de briques inorganiques et de ligands judicieusement choisis permet la préparation de métallo-cages susceptibles de trouver leurs applications dans des domaines variés tels que l’électronique, la détection d’ions ou encore la catalyse.
Notre groupe est particulièrement actif dans ce domaine. Nous avions précédemment obtenu des métallo-cryptants et métallo-cryptates à base d’iridium, dans lesquels l’anion BF4- est encapsulé via une liaison hydrogène. Dans la continuité de ces recherches, nous avons préparé des capsules tridimensionnelles de cobalt(II) et de cuivre(II) où l’anion BF4- joue le rôle essentiel de template autour duquel les cations métalliques et les ligands s’auto-assemblent. Ces capsules sont obtenues avec de très bons rendements et ont été totalement caractérisées par DRX et RMN en solution ou du solide.

     

Figure. Nanocapsules de Co(II) et de Cu(II) templatées par l’anion BF4- : ACIE. 2005, 44, 4543. Chem. Eur. J. 2007, 13, 5401. Eur. J. Inorg. Chem, 2009, 29, 4396. Dalton Trans. 2009, 10429.

II-Métallomacrocycles chiraux

Les complexes demi-sandwichs tétraédriques, constitués de différents groupements constituent des exemples caractéristiques de composés optiquement actifs où l’élément de chiralité est centré sur le métal. Si ces espèces sont incontournables en synthèse organométallique et catalyse, leur utilisation comme brique élémentaire en chimie supramoléculaire est plus récente. Dans ce contexte, nous avons décrit la préparation de métallo-macrocycles chiraux en traitant les complexes demi-sandwichs solvatés [arène)M(solvent)3]2+ (arène = η-C6H6, η-Cp, η-Cp*) avec des ligands tridentes (voir figure). Leur association conduit à une espèce trinucléaire possédant trois éléments de chiralité. Ces macrocycles sont obtenus sous forme de racémates, via un auto-assemblage homochiral (tous les centres métalliques ont la même configuration) RMRMRM and SMSMSM avec un ratio 1:1. Le dedoublement de ces métallomacrocycles a été réalisé en utilisant un anion chiral auxiliaire.

Figure. Métallomacrocycles chiraux de rhodium RRhRRhRRh / SRhSRhSRh. Reconnaissance chirale avec le Δ-Trisphat. Inorg. Chem. 2004, 43, 6644. Organometallics. 2007, 26, 860.

Enfin, nos efforts actuels sont consacrés à l’élaboration de nouvelles nanocapsules chirales possédant des cavités plus larges. L’objectif est d’y loger des molécules voire des complexes inorganiques, afin d’envisager des transformations chimiques dans un environnement confiné c’est à dire au sein même de la cavité.