L’Institut de chimie souhaite la bienvenue à Yoshiaki Nakao, ambassadeur CNRS des sciences chimiques

• Qu'est-ce qui vous a poussé à vous lancer dans le domaine de la fonctionnalisation des liaisons C-H et C-X par catalyse coopérative?

En chimie organique, il est possible de comprendre et de moduler les propriétés physico-chimiques des composés au niveau moléculaire. Une approche fascinante qui permet de créer des substances précieuses telles que des matériaux innovants ou des médicaments.

Dans ce contexte, j’ai plus particulièrement été fasciné par la diversité que présentait la réactivité des complexes métalliques. Ce sont eux qui jouent fréquemment le rôle de catalyseurs permettant la rupture ou la formation de nouvelles liaisons chimiques impossibles à réaliser sans eux. De plus, la réactivité et la sélectivité des réactions qu’ils catalysent peuvent être finement contrôlées par la géométrie des molécules organiques qui leur sont attachées appelées ligands. C’est ce qui rend cette chimie organométallique particulièrement fascinante, d’autant plus que les réactions catalysées par ces complexes métalliques mènent à de très nombreux produits qui impactent notre quotidien comme par exemple les médicaments. Des réactions clés dans ce domaine comme la catalyse de la polymérisation des oléfines, la catalyse asymétrique ou les réactions de métathèse et de couplage croisé ont ainsi été récompensées par des prix Nobel de chimie.

• Selon vous, quel sera le développement le plus important dans votre domaine dans 5, 10 et 25 ans ?

Le développement de catalyseurs véritablement nouveaux pour la rupture et la formation de liaisons chimiques devrait être considérable. En chimie organométallique, le nombre de complexes métalliques est pratiquement infini si l'on envisage toutes les combinaisons possibles d'éléments métalliques du tableau périodique avec toutes les molécules organiques (ligands) connues. Je pense que les chimistes n’ont encore exploré qu'une infime partie de ces combinaisons et l’énorme potentiel catalytique des assemblages métal/ligans reste immense.  Le développement de catalyseurs métalliques réellement innovants, présentant une réactivité entièrement repensée, devraient rapidement bénéficier des progrès récents en calculs théoriques et intelligence artificielle.

Simultanément, le développement de catalyseurs capables de créer ou transformer des molécules directement dans l’environnement dans lequel elles doivent être pour réaliser leur fonction devrait faire des progrès significatifs. Par exemple, la fonctionnalisation de la liaison C-H est une transformation synthétique de base en chimie organique, mais qui reste complexe à réaliser de manière sélective car il n'est pas facile de distinguer les différentes liaisons C-H qui composent les molécules organiques. Pour cela, il est actuellement nécessaire d'incorporer des "marqueurs" appropriés dans les matériaux de départ pour cibler spécifiquement la liaisons C-H sur laquelle doit agir le catalyseur métallique. De nouveaux catalyseurs métalliques ne nécessitant pas de telles modifications pour agir devraient voir le jour dans un avenir proche.

• En tant qu'ambassadeur CNRS des Sciences Chimiques*, qu'attendez-vous le plus de votre tournée de conférences ?

Je me réjouis de pouvoir établir des liens avec des scientifiques français spécialisés dans la synthèse organique et la chimie organométallique en vue de collaborations futures. Mes visites en France se sont limitées à la participation à des conférences internationales et je n'ai pas eu l'occasion de visiter des universités ou des instituts de recherche pour des discussions plus approfondies avec mes collègues. La chimie organométallique a de longue date été développée en France pour aboutir à de nombreux résultats majeurs. Le domaine reste toujours particulièrement dynamique, avec pour objectif la mise au point de nouveaux catalyseurs métalliques pour la synthèse organique, toujours plus efficaces et sélectifs.  Avoir la chance de pouvoir « parler chimie » avec les scientifiques qui mènent ces recherches est très excitant. Grâce à cette visite, je vais pouvoir renforcer ou construire de nouvelles collaborations qui nous permettront de mettre en commun de nos forces respectives et de proposer ainsi des projets de recherche uniques et innovants !

(*) En 2019, l'Institut de chimie du CNRS a initié le programme « Ambassadeurs des sciences chimiques en France ». Son ambition ? Permettre à de prestigieux chercheurs étrangers de visiter une série de laboratoires français actifs dans leur domaine. Ces visites comprennent non seulement des conférences de haut niveau par l'ambassadeur, mais sont également une occasion d'établir des contacts préliminaires et de favoriser des collaborations internationales pour les laboratoires français visités.

Calendrier des conférences

Date                       Lieu                        Contact et laboratoire d’accueil               

28/08/2023              Toulouse                 Didier Bourissou

                                                               Laboratoire hétérochimie fondamentale et appliquée

30/08/2023              Paris-Saclay          Grégory Nocton

                                                               Laboratoire de chimie moléculaire

                                                               Thierry Gacoin

                                                               Laboratoire de physique de la matière condensée

31/08/2023              Paris                      Guillaume Lefèvre

                                                               Institute of Chemistry for Life and Health Sciences

1/09/2023                Rennes                  Rafael Gramage-Doria

                                                               Institut des sciences chimiques de Rennes

4/09/2023                Lyon                       Abderrahmane Amgoune

                                                             Institut de chimie et de biochimie moléculaires et supramoléculaires