Projet ANR-13-BS07-0009 – ALEA : Acides de Lewis : échelles d'acidité et activité catalytique
Programme : Blanc - SIMI 7 - Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique (Blanc SIMI 7) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Elisabet DUNACH (Institut de Chimie de Nice - CNRS)
Partenaires : Institut de Chimie de Nice
Montant : 308023.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 42 mois
Résumé : Résumé : 
Le projet de recherche soumis traite des aspects synthétiques et physicochimiques de la catalyse mettant en œuvre les superacides de Lewis, étant donné leur activité exceptionnelle. 
Cette étude implique deux groupes de recherche de l’Institut de Chimie de Nice ; une équipe  spécialisée en synthèse organique, catalyse et chimie fine, l’autre en chimie organique physique.
Les superacides de Lewis sont des sels formés d’un cation métallique et de la base conjuguée d’un superacide de Brønsted. Récemment, ces sels ont démontré un potentiel catalytique exceptionnel dans l’activation électrophile, particulièrement pour la fonctionnalisation des oléfines non activées. Nous escomptons nous focaliser sur l’activité catalytique des triflates, triflimidures et sels analogues, dérivés de l’acide triflique (CF3SO3H), du triflimide (HN(SO2CF3)2), et d’acides de structure proche, du fait de leur faible nucléophilie et de la très forte acidité de Lewis du centre métallique.
Il reste nécessaire d’établir des échelles d’acidité-basicité relatives à ces superacides de Lewis, de façon a rationaliser l’étape d’optimisation du catalyseur dans un processus donné. Des échelles de basicité de Lewis seront édifiées sur la base de mesures de spectrométrie de masse, en suivant la formation compétitive d’adduits ioniques par ionisation « electrospray ».
De façon complémentaire, à partir de la dissociation induite par collision d’adduits mixtes formés d’un sel et de deux ligands différents, la méthode cinétique permettra de quantifier les basicités relatives. Les échelles d’acidité et de basicité, correspondant à l’interaction acide de Lewis/ligand organique, seront également établies à partir de mesures calorimétriques (titrage calorimétrique isotherme ou ITC). 
En parallèle à ces études expérimentales, et dans le cadre d’une collaboration internationale, des calculs de chimie quantique seront menés sur les aspects énergétiques et structuraux des adduits stables ligand/acide de Lewis.
A l’aide de ces données sur les interactions substrat /catalyseur, nous proposons d’examiner l’activité catalytique des divers sels (triflates, triflimidures, etc.) essentiellement dans des nouvelles réactions de cyclisation utilisant de faibles charges en catalyseurs. Ces cyclisations amènent une grande diversité structurale, dans des processus à économie d’atomes, participant ainsi au concept de la « chimie verte ». Le développement de nouvelles méthodologies inclura des cyclisations de molécules polyfonctionnelles par l’activation chimiosélective d’un groupement fonctionnel spécifique, en fonction des données acquises sur l’affinité substrat/catalyseur. Les réactions vont impliquer en particulier des systèmes oléfiniques, des dérivés d’allènes et d’allyles, des éthers d’énol et des époxydes, dans le but de synthétiser des systèmes polycycliques hautement substitués.
Les applications synthétiques de ces méthodologies catalytiques dans le domaine des arômes et parfums seront également examinées. De nouvelles structures et analogues de terpénoïdes naturels seront préparés via les méthodologies de cyclisation par les acides de Lewis. 
Ces nouveaux produits seront testés pour leurs propriétés olfactives. 
Avec l’aide de sociétés avec lesquelles nous avons déjà des contacts, la valorisation de ces molécules par des demandes de brevet sera prospectée.