Des chercheurs de l’université de Saint-Jacques-de-Compostelle rapportent une méthode activée par la lumière qui « allyle » directement le méthane —ajoutant un groupe allyle utilisable pour construire des molécules plus complexes— et démontrent l’approche en produisant l’œstrogène non stéroïdien dimestrol à partir de méthane.
Le gaz naturel est une ressource énergétique largement utilisée et composé principalement de méthane, avec d’autres alcanes légers comme l’éthane et le propane. Une grande partie est brûlée pour le chauffage et l’électricité, libérant des gaz à effet de serre. n nUne équipe de recherche dirigée par Martín Fañanás au Centre de recherche en chimie biologique et matériaux moléculaires (CiQUS) de l’université de Saint-Jacques-de-Compostelle a rapporté une nouvelle façon de convertir le méthane et d’autres alcanes gazeux en intermédiaires chimiques plus utiles. Le travail a été publié dans Science Advances. n## Transformer le méthane en « poignée » réactive n nLes chercheurs ont centré leur approche sur l’allylation C–H, une réaction qui attache un groupe allyle à un alcane. En ajoutant cette « poignée » fonctionnelle, le produit résultant peut servir de point de départ pour une synthèse ultérieure vers des produits chimiques de plus grande valeur. n nDans une démonstration d’utilité synthétique, l’équipe rapporte une voie « télescopée » dans laquelle le méthane est converti en composés plus complexes, y compris le dimestrol, que les chercheurs décrivent comme un œstrogène non stéroïdien utilisé en thérapie hormonale. n n## Contrôler les réactions secondaires avec un catalyseur fer supramoléculaire n nUn problème clé pour la fonctionnalisation du méthane dans ce type de chimie est d’éviter les réactions concurrentes qui consomment la matière première et génèrent des sous-produits indésirables. L’équipe CiQUS indique que leur système était sujet à la chloration C–H de l’alcane comme réaction secondaire. n nPour y remédier, ils ont conçu un système photocatalytique supramoléculaire basé sur une espèce de tétrachloroferrate formée in situ stabilisée par du colidinium (colidine protonée). « Le cœur de cette avancée réside dans la conception d’un catalyseur basé sur un anion tétrachloroferrate stabilisé par des cations colidinium, qui module efficacement la réactivité des espèces radicalaires générées dans le milieu réactionnel », a déclaré Fañanás dans le communiqué CiQUS relayé par ScienceDaily. n nSelon le rapport, un réseau de liaisons hydrogène autour du complexe ferreux aide à préserver la réactivité photocatalytique souhaitée tout en supprimant les voies de chloration concurrentes, améliorant la sélectivité pour l’allylation. n n## Conditions activées par la lumière et contexte plus large n nLa méthode utilise un photorcatalyseur à base de fer et une lumière LED. Les chercheurs et CiQUS décrivent l’approche comme fonctionnant sous températures et pressions relativement modérées par rapport à de nombreuses voies traditionnelles d’activation du méthane. n nCiQUS a indiqué que ce travail fait partie d’un effort de recherche plus large soutenu par le European Research Council visant à valoriser les composants du gaz naturel en produits chimiques de plus haute valeur. Le centre note également qu’il détient l’accréditation CIGUS du gouvernement galicien et reçoit un financement lié au programme Galicia FEDER 2021–2027.
