Une réaction vieille de 120 ans s’est renversée et a révolutionné la chimie

Un groupe de chercheurs sous la direction des scientifiques de l’Université d’Hokkaido a mis au point une méthode plus simple et plus écologique pour créer des réactifs de Grignard. Ces réactifs ont été découverts il y a 120 ans. Leur instabilité oblige leur production dans des solvants organiques toxiques et sans exposition à l’humidité et à l’oxygène. La nouvelle technique permet de réduire l’utilisation de ces solvants ainsi que les coûts de confection.

Produits chimiques dans des récipients

Les réactifs de Grignard sont un ingrédient essentiel dans une méthode courante pour créer des liaisons carbone-carbone, les éléments constitutifs des molécules organiques. Il en ressort un processus compliqué, délicat et cher qui produit pour l’environnement de dangereux déchets. Le nouveau protocole a été rapporté dans Nature Communications.

Les chercheurs ont contourné les contraintes liées aux réactifs de Grignard en minimisant la quantité de solvant organique utilisée et en faisant recours à une technique de broyage à billes pour les élaborer.

Comment produisent-ils les réactifs de Grignard ?

Le magnésium métallique et l’organohalogénures ont été chargés dans une chambre métallique avec une bille en acier inoxydable. Dans une étape majeure, une minime quantité de solvant organique, soit un dixième de la quantité utilisée dans les méthodes traditionnelles, a été complétée aux réactifs solides. Les chercheurs ont fait basculer la balle et l’ont fait claquer dans les réactifs à l’état solide pendant une heure en tournant la chambre. Cela leur a permis de bien se mélanger et de réagir, formant ainsi un réactif de Grignard ressemblant à une pâte.

Les chercheurs ont même réussi à fabriquer de nouveaux réactifs de Grignard en utilisant des organohalogénures ayant une faible solubilité dans les solvants organiques, qui ne peuvent généralement pas être fabriqués par la méthode normale. Minimiser l’utilisation de ces solvants a permis aux chercheurs de surmonter les problèmes de solubilité. Cela pourrait avoir pour effet d’amener le monde à créer des réactifs de Grignard à partir de composés insolubles.

Des applications contre le réchauffement climatique ?

Il n’est pas nécessaire d’éliminer l’eau et l’oxygène de l’air ambiant puisqu’ils n’affectent pas lesdits réactifs quand on fait cette expérience. Au contraire, le processus est plus facile à réaliser et moins coûteux. Compte tenu de ces potentiels avantages économiques et environnementaux, cette découverte pourrait avoir d’énormes implications sur les industries chimiques.

« Avec un besoin croissant de répondre aux préoccupations environnementales et de réduire les émissions de CO2, il est important de développer des réactions chimiques qui ne nécessitent pas de solvants organiques. »

Le professeur agrégé Koji Kubota