Des chercheurs du laboratoire CEISAM (CNRS/Université de Nantes) et du Centre interdisciplinaire des nanosciences de Marseille (CINaM, CNRS/Université d’Aix-Marseille) ont réussi à stabiliser un intermédiaire réactionnel hautement réactif à l’aide d’interactions intramoléculaires faibles.
Connu sous le nom de complexe de Meisenheimer, cet intermédiaire chargé négativement et hautement réactif est depuis longtemps reconnu par les chimistes dans les réactions de substitution nucléophile aromatique. Cependant, il n’avait jamais été isolé en présence de substituants déstabilisants et donneurs d’électrons.
Pour y parvenir, les chimistes ont conçu un assemblage moléculaire spécifique en forme d’anneau, un macrocycle, dans lequel ils ont incorporé deux unités de type Meisenheimer. L’analyse cristallographique de ce macrocycle a révélé le rôle crucial des liaisons hydrogène intramoléculaires dans la stabilisation de l’intermédiaire en étendant la délocalisation de sa charge négative.
Au-delà d’une meilleure compréhension de ces intermédiaires dans les réactions chimiques, ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour des applications concrètes. D’une part, la formation de ce macrocycle bis-Meisenheimer résulte de la capture d’ions cyanure par un macrocycle précurseur appelé azacalixarène. Cette propriété présente un intérêt particulier pour certaines industries qui ont besoin de contrôler la teneur en cyanure de leurs produits. D’autre part, le cyanure agit ici comme un véritable carburant moléculaire : il déclenche la formation du macrocycle Meisenheimer, mais sa disparition entraîne la dissipation spontanée du composé, reformant ainsi le précurseur azacalixarène. Ce système chimique dynamique offre ainsi une approche prometteuse pour reproduire certains mécanismes observés dans les systèmes naturels.
Ces travaux ont récemment été publié dans Angew. Chem. Int. Ed.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202511037