GROUPE LEBEL

Nos intérêts de recherche visent principalement la catalyse en chimie organique de synthèse. Notre objectif premier est de développer de nouvelles méthodes pour la préparation de molécules qui ont des propriétés intéressantes en pharmacologie et dont la structure est complexe. Nous attachons une importance particulière à la mise au point de procédés écologiques qui font appel aux catalyseurs et peuvent mener à la découverte de réactifs recyclables. Au cours des dix dernières années, les chimistes ont de plus en plus privilégié l'utilisation des complexes organométalliques pour agir comme catalyseurs dans de nouvelles transformations organiques, jusqu'alors impossibles à réaliser avec des réactifs traditionnels. Ainsi, l'utilisation d'aussi peu que quelques milligrammes d'un catalyseur donné permet la transformation efficace de substrats organiques et le recyclage du catalyseur permet un procédé écologique valable. L'élaboration de méthodes multicatalytiques qui imitent la biosynthèse dans les cellules vivantes constitue également un domaine fascinant. Par ailleurs, nos recherches ne font pas que s'intéresser à la découverte de nouvelles transformations chimiques, mais impliquent également la compréhension des voies mécanistiques.

Nous étudions le développement de nouvelles méthodologies de synthèse en chimie organique à l'aide de catalyseurs dérivés de métaux de transition. Entre autres, nous avons consacré une bonne partie de nos efforts à la synthèse des alcènes, des phosphines et des fonctions aminées, lesquels sont des composés prédominants en synthèse organique. Par exemple, nous avons découvert une nouvelle stratégie de synthèse pour la préparation d'ylures de phosphores qui permet la méthylénation de divers dérivés carbonylés. Non seulement cette méthode offre des applications très variées en synthèse, mais, en plus, le mécanisme de la réaction de méthylénation démontre un mode de coordination unique entre le réactif diazo et le catalyseur de rhodium.

Nous sommes également intéressés par le développement de méthodes multicatalytiques, un nouveau concept de processus de synthèse qui se produit très fréquemment dans la nature. En effet, nous avons mis au point une série de procédures unipot qui associent divers catalyseurs de métaux de transition en vue d'obtenir des réactions spécifiques. C'est ainsi que nous avons élaboré la première méthode de synthèse catalytique pour la conversion directe des alcools en alcènes, laquelle souligne la compatibilité de divers complexes de métaux de transition. L'importance de telles procédures est également mise en valeur du fait que, dans la plupart des cas, le rendement d'un procédé unipot est meilleur que le rendement combiné d'une approche par étape.

Nous touchons également au domaine plus général de la chimie de coordination et, plus spécifiquement, des réactions entre les composés azotés et les complexes de métaux de transition. Ce type de coordination, pourtant très bien caractérisé en chimie inorganique, n'a jamais été étudié sous l'angle des réactions organiques. Nous avons l'intention de poursuivre nos recherches sur l'activation des dérivés azotés (tels que les composés diazo ou azide) avec les complexes de métaux de transition afin de trouver de nouveaux catalyseurs pour les réarrangements 1,2. D'habitude, la perte d'azote gazeux à partir d'un diazocarbonyle ou encore d'un composé acyl-azide représente l'élément moteur des réarrangements de type Wolff, Curtius et Schmidt. Ces réarrangements ont été beaucoup utilisés en chimie organique pour la synthèse de divers produits azotés. C'est pourquoi nous voulons étudier les effets des catalyseurs de métaux de transition sur ces procédés tout en gardant à l'esprit que la coordination avec l'azote est susceptible d'accélérer la réaction.

Finalement, un autre aspect de notre recherche porte sur le design de nouveaux ligands chiraux pour les métaux de transition, donnant ainsi accès à des catalyseurs chiraux efficaces qui pourront servir pour le stéréocontrôle de diverses réactions organiques. Nos activités de recherche nous amènent à explorer à la fois la chimie organique et organométallique et requièrent l'utilisation de plusieurs techniques sophistiquées, comme la spectroscopie RMN haute résolution, la spectrométrie de masse et la cristallographie aux rayons-X.