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Depuis les années 2000, de nombreuses réglementations ont vu le jour dans les industries chimiques et pharmaceutiques, notamment en matière d’efficacité, de gestion des déchets et de consommation d’énergie. Toutes ces questions sont désormais abordées et regroupées sous le terme de « chimie verte », un domaine multiforme qui traite de ce que l’on appelle les douze principes de P. T. Anastas et J. C. Warner. Les plus importants d’entre eux sont : l’économie atomique, la prévention de l’utilisation de solvants volatils et/ou toxiques, la minimisation des déchets chimiques et la minimisation de l’énergie. En se concentrant sur les réactions de chimie verte, les sources d’énergie alternatives qui sont apparues et se sont développées sont : la photochimie par excitation lumineuse, les micro-ondes, l’irradiation sonochimique et la mécanochimie.
Selon l’IUPAC, une réaction mécanochimique est une « réaction chimique induite par l’absorption directe d’énergie mécanique ». Wilhelm Ostwald (prix Nobel en 1909) a été le premier à mentionner le terme « mécanochimie » et à le définir comme « une branche de la chimie qui s’intéresse aux changements chimiques et physico-chimiques des substances de tous les états d’agrégation sous l’influence de l’énergie mécanique ». Au cours des deux dernières décennies, la mécanochimie s’est considérablement développée dans une multitude de domaines tels que : la synthèse de composés inorganiques et de complexes métalliques, la catalyse, les polymères, les nanomatériaux et la synthèse organique utilisée pour créer des liaisons de coordination carbone-carbone, carbone-hétéroatome et métal-ligand. Il est également important de souligner les nombreux efforts déployés pour comprendre le niveau mécanistique des processus mécanochimiques et les liens possibles entre l’effet mécanique et l’action des forces générées au niveau moléculaire.
Le « programme de mécanochimie » de l’équipe a été lancé en 2012 et a concerné deux aspects importants : (a) des études mécanistiques fondamentales sur des réactions sélectionnées et (b) la mécanochimie médicinale. Les projets et programmes de recherche dans le domaine de la mécanochimie (mais aussi les approches de chimie verte par activation micro-ondes) sur lesquels nous nous concentrons actuellement concernent :
- i) les réactions à plusieurs composants, à savoir les réactions de Biginelli et les réactions domino
- ii) la synthèse d’hydrazones, de chalcones, de 1,2,4-triazoles et de 2,2’:6,2’’-terpyridines fonctionnalisées en tant que familles importantes de composés en soi, mais aussi par complexation
- iii) les études de complexation des ligands avec des métaux de transition, à savoir les complexes du ruthénium ou nitrosyles du ruthénium (RuNO)
- iv) les études théoriques et spectro-physiques de tous les complexes élaborés, notamment la cinétique de photo-libération du NO
- v) l’évaluation de leurs activités biologiques et l’étude de leur mécanisme d’action (antitumoral, antibactérien, antiparasitaire)
- vi) le couplage à des nano-vecteurs pour des applications potentielles en bio-conjugaison et en administration ciblée de médicaments.
Les deux premiers aspects sont déjà particulièrement avancés. Dans un avenir proche, des hydrazones et des 2,2’:6,2’’-terpyridines fonctionnalisées seront utilisées comme ligands pour l’élaboration de complexes de Ru et de RuNO. Cette recherche s’inscrit dans le cadre d’un projet européen (composés à activité antiparasitaire) obtenu en octobre 2025 (POCTEFA) que l’équipe coordonne.
LCC CNRS
Laboratoire de chimie de coordination du CNRS
205 route de Narbonne, BP 44099
31077 Toulouse cedex 4
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