La chimie supramoléculaire repose sur les interactions faibles entre atomes au sein d'une même molécule ou entre molécules elles-mêmes pour former un ensemble moléculaire. L'objectif est de comprendre ou de construire des édifices de taille nanométrique. Le principe est d'utiliser des briques moléculaires, qui une fois mélangées en solution, dans des conditions contrôlées, s'autoassemblent pour donner des édifices plus complexes. L'étude des interactions non-covalentes est à la base de la compréhension des systèmes biologiques comme les relations entre fonction et structure.
Les interactions faibles à la base de la chimie supramoléculaire sont les interactions:
* de Van der Waals (0,1 à 1 kcal/mol) : non directionnelles.
* la liaison hydrogène (1 à 10 kcal/mol) : directionnelle.
* aromatiques (π-stacking, cation-π, T-stacking) : recouvrement des orbitales p de cycles aromatiques entre elles ou avec des cations, des hydrogènes acides...
* coulombiennes (ion/ion, ion/dipôle), dipolaire (dipôle/dipôle), par polarisation (ion/molécule polarisée) (15 à 50 kcal/mol) : non directionnelles.
* coordination métal/ligand (50 à 80 kcal/mol) : directionnelle.
* effet hydrophobe.
Recherches
Mes principaux intérêts sont liés au domaine de la chimie supramoléculaire et de ses applications en catalyse, cristaux, interfaces, formulations pharmaceutiques, etc. Les différents assemblages étudiés sont les systèmes tensioactifs ainsi que les macrocycles (cyclodextrines, cucurbiturils, éthers couronnes, calixarènes) incluant des sels d’azolium, d'ammonium et de phosphonium ou d’autres composés organiques, l’auto-assemblage des sels d’azolium, les phénomènes de complexation multiples, etc. Les applications sont variées : catalyse organométallique (hydroformylation, réactions de Tsuji-Trost, hydrogénation, etc.), organo-catalyse (transfert d’acyle, etc.), formation de réseaux supramoléculaires (liquide et solide), contrôle des procédés interfaciaux, etc. L’aspect asymétrique de certains systèmes est également étudié. Ces recherches font appel à la fois à la chimie supramoléculaire, à la chimie organique, à la catalyse organique et organométallique et à la cristallographie. Une grande partie de la recherche est centrée sur la physico-chimie des systèmes supramoléculaires (DRX, RMN, mécanismes, etc.).