Une photocatalyse propre et efficace

Une équipe de l'Institut Joliot et ses partenaires ont montré que l'utilisation d'un accepteur d'électron réversible, c'est-à-dire capable d'accepter et transférer un électron, permet d'optimiser des réactions de photocatalyse propres pour la fabrication de composés organiques d'intérêt.

Les approches bio-inspirées de photosynthèse artificielle jouent un rôle très important dans le cadre du développement durable de l'industrie chimique. Dans la nature, le dioxygène issu de la photosynthèse est utilisé entre autres pour oxyder des substrats organiques essentiels à la biologie et à la chimie. Dans ce contexte, les chimistes visent à reproduire cette méthode optimale: ils souhaitent utiliser l'énergie solaire et le dioxygène pour activer des catalyseurs qui pourront ensuite réaliser les réactions de transfert d'atomes d'oxygène nécessaires à la fabrication de substrats organiques utiles à tous les secteurs industriels.

Cependant, les méthodes actuelles nécessitent l'ajout de molécules agissant comme des "donneurs sacrificiels d'électrons", ce qui limite l'efficacité de la réaction photocatalytique. En effet, il s'agit d'une espèce chimique qui fournit des électrons mais dont la présence peut interférer dans la réaction désirée et qui conduit à des sous-produits non définis.

Dans la présente étude, des chercheurs de l'I2BC (Institut Joliot) et du CNRS ont montré que l'utilisation d'un accepteur d'électron réversible, le méthylviologène (MV), très utilisé dans les études de transfert d'électron photo-induit, permet de s'affranchir de cette limitation. Le MV sert de relais dans le transfert d'électron vers l'O2 et le catalyseur (complexe de fer) générant l'espèce réactive pour la catalyse désirée. Un pas de plus vers une photocatalyse efficace et propre !

Références
Reversible Electron Relay to Exclude Sacrificial Electron Donors in the Photocatalytic Oxygen Atom Transfer Reaction with O2 in Water | Angewandte Chemie