Rendre les molécules stables réactives à la lumière
Modulation de la réactivité de photocyclisation des diaryléthènes par des changements dans l'aromaticité de l'état excité du π-linker.
Des chercheurs de l'université de Linköping ont utilisé des simulations informatiques pour montrer que des molécules aromatiques stables peuvent devenir réactives après avoir absorbé de la lumière. Les résultats, publiés dans le Journal of Organic Chemistry, pourraient avoir des applications à long terme dans des domaines tels que le stockage de l'énergie solaire, la pharmacologie et les machines moléculaires.
Bo Durbeej, professeur de physique computationnelle à l'université de Linköping.
Thor Balkhed/Linköping University
"Tout le monde sait que l'essence sent bon. C'est parce qu'elle contient une molécule aromatique, le benzène. Et les molécules aromatiques ne font pas que sentir bon : elles ont de nombreuses propriétés chimiques utiles. Notre découverte signifie que nous pouvons ajouter d'autres propriétés", explique Bo Durbeej, professeur de physique computationnelle à l'université de Linköping.
En chimie organique normale, la chaleur peut être utilisée pour déclencher des réactions. Cependant, une molécule aromatique est un hydrocarbure stable, et il est difficile d'initier des réactions entre de telles molécules et d'autres simplement en chauffant. En effet, la molécule se trouve déjà dans un état énergétique optimal. En revanche, une réaction dans laquelle une molécule aromatique est formée se produit extrêmement facilement.
Des chercheurs de l'université de Linköping ont maintenant démontré, à l'aide de simulations informatiques, qu'il est possible d'activer des molécules aromatiques en utilisant la lumière. Les réactions de ce type sont connues sous le nom de réactions photochimiques.
"Il est possible d'ajouter plus d'énergie en utilisant la lumière qu'en utilisant la chaleur. Dans ce cas, la lumière peut aider une molécule aromatique à devenir antiaromatique, et donc très réactive. C'est une nouvelle façon de contrôler les réactions photochimiques en utilisant l'aromaticité des molécules", explique Bo Durbeej.
Le résultat était suffisamment important pour être mis en avant sur la couverture du Journal of Organic Chemistry lors de sa publication. À long terme, il pourrait avoir des applications dans de nombreux domaines. Le groupe de recherche de Bo Durbeej se concentre sur les applications dans le stockage de l'énergie solaire, mais il voit également un potentiel dans les machines moléculaires, la synthèse moléculaire et la photopharmacologie. Dans cette dernière application, il pourrait être possible d'utiliser la lumière pour activer sélectivement des médicaments comportant des groupes aromatiques à un endroit du corps où l'effet pharmacologique est recherché.
"Dans certains cas, il n'est pas possible de fournir de la chaleur sans endommager les structures environnantes, comme les tissus corporels. En revanche, il devrait être possible de fournir de la lumière", explique Bo Durbeej.
Les chercheurs ont testé l'hypothèse selon laquelle c'est la perte d'aromaticité qui entraîne une réactivité accrue en examinant la relation inverse dans les simulations. Dans ce cas, ils sont partis d'une molécule antiaromatique instable et ont simulé qu'elle était soumise à une irradiation lumineuse. Cela a conduit à la formation d'un composé aromatique, et les chercheurs ont constaté, comme prévu, que la réactivité était perdue.
Notre découverte élargit le concept d'"aromaticité" et nous avons montré que nous pouvons utiliser ce concept en photochimie organique", déclare Bo Durbeej.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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