Publications scientifiques
Articles publiés en Chimie Organique : développement de méthodologies, chimie organométallique, photocatalyse et chimie supramoléculaire.
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Self-Assembly of the Co-Catalysts of a Dual Photoredox/HAT Catalytic Process: Curiosity or Opportunity?
Auteurs : Victor Carré, Jean-Marc Vincent
ChemPhotoChem · Mai 2025
Cet article de concept explore une idée qui émergeait des travaux de thèse : et si les deux co-catalyseurs d’un processus dual photoredox/HAT pouvaient s’auto-assembler en un seul objet supramoléculaire, plutôt que d’agir de façon indépendante en solution ?
Dans les processus photoredox/HAT classiques, un photocatalyseur (PC) est excité par la lumière et transfère un électron à un co-catalyseur HAT (typiquement un ion halogénure comme Cl⁻ ou Br⁻) pour générer un radical très réactif. Ce transfert électronique est traditionnellement considéré comme intermoléculaire, où les deux espèces se rencontrent par diffusion en solution.
Nos travaux précédents (notamment dans Angewandte Chemie, 2024) ont montré qu’un photocatalyseur fluorophile dérivé du 4CzIPN formait spontanément un complexe supramoléculaire avec l’ion chlorure. Cet article discute des implications de cette auto-assemblage : quels avantages (proximité des co-catalyseurs, réactivité accrue, potentiel de recyclage) et quelles limites (sélectivité, contrôle structurel) ?
Ce travail positionne la chimie supramoléculaire comme un levier pour repenser la catalyse photoredox. En rapprochant les co-catalyseurs au sein d’un assemblage, on pourrait concevoir des systèmes plus efficaces, plus sélectifs et recyclables, qui apparait comme une direction clé pour une chimie plus durable.
Photogeneration of Chlorine Radical from a Self-Assembled Fluorous 4CzIPN•Chloride Complex: Application in C–H Bond Functionalization
Auteurs : Victor Carré, Pascale Godard, Raphaël Méreau, Henri-Pierre Jacquot de Rouville, Gediminas Jonusauskas, Nathan McClenaghan, Thierry Tassaing, Jean-Marc Vincent
Angewandte Chemie · Juin 2024
C’est la publication centrale de ma thèse. Nous avons synthétisé le 8Rf8-4CzIPN, un dérivé fluoré du photocatalyseur de référence 4CzIPN.
Deux propriétés clés ont été démontrées pour ce dérivé :
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Meilleur photo-oxydant, grâce aux groupements fluorés électroattracteurs, l’état excité de 8Rf8-4CzIPN est plus oxydant que 4CzIPN facilitant l’oxydation de l’ion chlorure (connu pour être difficile à oxyder).
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Hôte de l’ion chlorure — les études spectroscopiques (RMN, UV-Vis) et les calculs DFT ont révélé que 8Rf8-4CzIPN forme spontanément un complexe supramoléculaire avec Cl⁻, maintenu par des interactions non-covalentes.
La combinaison de ces deux propriétés rend l’assemblage 8Rf8-4CzIPN•Cl⁻ extrêmement réactif pour la photo-génération du radical chlore Cl•, qui est ensuite utilisé pour fonctionnaliser des liaisons C(sp³)–H par réaction de type Giese (alkylation radicalaire).
Un avantage supplémentaire : le caractère fluoré du catalyseur permet sa séparation et son recyclage par extraction fluorée.
La fonctionnalisation de liaisons C–H est l’un des défis majeurs de la chimie organique moderne : activer une liaison C–H inerte sans la casser sélectivement est difficile et coûteux. La photocatalyse offre une voie douce, sans métaux lourds, activée par la lumière visible. Ce travail apporte un catalyseur photorédox supérieur à la référence du domaine, avec un bonus de recyclabilité, contribution directe à la chimie verte.
Association de la catalyse photorédox organique et de la chimie supramoléculaire : application à la fonctionnalisation de liaisons C–H
Auteur : Victor Carré
Thèse de doctorat · Université de Bordeaux · Novembre 2024
Document complet présentant l’ensemble du projet doctoral : conception, synthèse et caractérisation de photocatalyseurs fluorés dérivés du 4CzIPN ; étude mécanistique par spectroscopie et calculs DFT de la formation des complexes PC•Cl⁻ ; développement et optimisation des conditions de photocatalyse pour la fonctionnalisation de liaisons C(sp³)–H ; premières études d’adaptation en chimie en flux continu (microfluidique).
La thèse couvre également les aspects de recyclage du catalyseur et une vision prospective sur l’extension du concept à d’autres halogénures (Br⁻, I⁻) et à d’autres substrats.
Accéder à la thèse (sous embargo jusqu’en janvier 2028) →
HFIP-Promoted Substitution in the Ferrocene Series: Smooth Approach Towards Original Catalysts
Auteurs : William Erb, Victor Carré, Thierry Roisnel
European Journal of Organic Chemistry · Août 2021
Ce travail, réalisé à l’Institut des Sciences Chimiques de Rennes, explore l’utilisation de l’HFIP (hexafluoroisopropanol) comme promoteur de réactions de substitution dans la série ferrocénique.
Nous avons montré que l’emploi de ces solvants permet d’accélérer considérablement la substitution pseudo-benzylique par rapport aux méthodes classiques, tout en offrant une compatibilité remarquable avec une large gamme de nucléophiles (N, O, P et C) et une rétention totale de la stéréochimie.
À partir des dérivés iodoferrocéniques ainsi obtenus, une bibliothèque de ligands P,N originaux a été préparée via des séquences d’échange iode/lithium suivies d’un piégeage par des chlorophosphines.
L’efficacité de ces nouveaux systèmes a été validée en catalyse de couplage croisé, notamment pour des réactions de Suzuki-Miyaura, de Buchwald-Hartwig ainsi que pour l’α-arylation de cétones, illustrant ainsi le potentiel des milieux fluorés pour le développement de méthodologies plus rapides et sélectives en chimie organométallique.
Synthesis of Biaryl Phosphine Palladium (0) Precatalysts
Auteurs : Daniel Spiess, Joël Wellauer, Martin Binder, Victor Carré, Serena Fantasia
Organometallics · Juillet 2021
Cette étude porte sur la conception et la synthèse efficace de nouveaux complexes de palladium(0) latents, une classe de composés encore sous-représentée malgré l’essor de la chimie de couplage.
La méthodologie présentée permet d’accéder, avec des rendements élevés et dans des conditions douces, à une variété de complexes de type [Pd(L)(dvtms)], où L représente une phosphine biarylique de Buchwald et dvtms le ligand stabilisant divinyltétraméthyldisiloxane. Préparés à partir du précurseur commercial [Pd(allyl)Cl]₂, ces précatalyseurs ont démontré une excellente activité catalytique lors de réactions de couplage de Buchwald–Hartwig.
Les tests ont révélé des performances remarquables pour l’activation d’une large gamme de substrats, incluant tant les bromures que les chlorures d’aryles et d’hétéroaryles, offrant ainsi une alternative robuste aux systèmes catalytiques actuels.
Iron-Catalysed Reductive Amination of Carbonyl Derivatives with ω-Amino Fatty Acids to Access Cyclic Amines
Auteurs : Duo Wei, Chakkrit Netkaew, Victor Carré, Christophe Darcel ChemSusChem · Juillet 2019
Cette publication présente une méthodologie d’amination réductrice intramoléculaire catalysée par un complexe de fer original, le [Fe(CO)₄(IMes)], pour la synthèse d’amines cycliques (pyrrolidines, pipéridines et azépanes).
En utilisant des ω-amino acides gras et des dérivés carbonylés comme substrats biosourcés, cette approche permet d’accéder à une bibliothèque de 36 exemples avec des rendements allant de 47 à 97 %.
La réaction repose sur une stratégie d’hydrosilylation (utilisant le PMHS ou le TMDS comme agents réducteurs) qui offre une excellente tolérance aux groupements fonctionnels ainsi qu’une sélectivité remarquable selon la taille du cycle.
Ce travail s’inscrit pleinement dans les principes de la chimie durable en remplaçant les métaux nobles (Pd, Pt) par le fer, un métal abondant, économique et non toxique, tout en valorisant des précurseurs issus de la biomasse pour la synthèse de motifs d’intérêt pharmacologique.
