Biocatalyse et chimiocatalyse combinées pour la chimie verte
Le professeur Harald Gröger, chimiste à l'université de Bielefeld, est un pionnier dans le domaine de ce que l'on appelle la synthèse chimio-enzymatique en un seul pot. Ce concept décrit la réalisation de plusieurs réactions sans étapes de séparation dans un réacteur, en combinant des chimiocatalyseurs conventionnels et des biocatalyseurs écologiques (enzymes). Cette imbrication rend les processus de production plus efficaces et réduit les déchets. En collaboration avec des collègues de l'université américaine de Californie, Santa Barbara, et de l'entreprise pharmaceutique suisse Novartis, Gröger a publié un article sur ces synthèses efficaces dans le journal Chemical Reviews.
Pour que les deux catalyseurs fonctionnent dans un seul réacteur, il faut un milieu de réaction commun. Pour Gröger et ses collègues, l'eau est la solution : "L'eau est bon marché, disponible en grandes quantités et respectueuse de l'environnement", explique le chimiste. Alors que la plupart des enzymes ont de toute façon besoin d'eau pour alimenter les réactions, les chimiocatalyseurs sont couramment utilisés dans des solvants organiques. De tels solvants, comme l'éther ou les alcanes, peuvent toutefois désactiver les enzymes. "Mais si nous parvenons à rester dans l'eau, nous pourrions en principe utiliser toutes les enzymes existantes. Nous pourrions ainsi utiliser en principe tout le spectre des enzymes dans la nature et économiser ainsi de l'énergie et des déchets".
Combiner différentes approches
Pour que cela fonctionne, les trois scientifiques s'attaquent aux deux côtés : "Nous devons d'une part amener les enzymes à transformer des substances de départ non naturelles avec une productivité élevée. Pour cela, nous modifions en partie la structure des enzymes et l'ADN des micro-organismes qui les produisent. Et d'autre part, nous devons concevoir le catalyseur chimique de manière à ce qu'il soit capable d'effectuer des réactions dans l'eau".
Avec leur article de synthèse, les auteurs rassemblent les résultats de leurs recherches avec ceux de nombreux groupes de travail actifs entre-temps dans ce domaine spécialisé : "C'était passionnant de travailler à trois sur la publication", dit Gröger, car : Les trois ne se connaissaient pas auparavant et ont des approches différentes. Le professeur Dr Bruce H. Lipshutz de l'Université de Californie, Santa Barbara, étudie depuis des années le domaine de la synthèse chimique dans l'eau. Le Dr Fabrice Gallou est chimiste industriel au sein du groupe pharmaceutique Novartis en Suisse et travaille à rendre les processus de catalyse compatibles avec l'industrie.
Chimie verte dès la matière première
L'approche de la synthèse en un seul pot est en accord avec les principes de la chimie verte, un domaine de recherche qui a gagné en attention, surtout ces dernières années. "L'industrie s'intéresse de plus en plus à la production durable et, avec elle, le nombre de chercheurs", explique Gröger. Mais les recherches ne se limitent pas à l'optimisation des procédés : Le pétrole brut constitue actuellement la base de nombreux produits de consommation courante, tout en contribuant massivement au changement climatique. "Les matières premières renouvelables permettent de réduire considérablement l'empreinte carbone et, en outre, de concevoir de nouveaux matériaux", explique le scientifique en décrivant un deuxième grand domaine de son travail de recherche à l'université de Bielefeld.
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 Allemand peut être trouvé ici.
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