Cryptophanes: Chimie et propriétés de complexation.

Synthèse de cryptophanes.

Un de nos principaux objectifs est de maintenir un standard élevé dans l'une des activités fondamentales de la chimie : la synthèse organique. Pour ce qui concerne la synthèse des cyclotriveratrylènes (CTV) et les hôtes cryptophanes, une nouvelle méthode a été récemment décrite (J. Org. Chem., 2005). Cette méthode concerne l'utilisation du triflate de scandium [Sc(OTf)₃] pour la préparation de molécules qui ne pourraient pas être synthétisées ou dont l’obtention ne serait pas facile par les procédures expérimentales connues. Avec des quantités catalytiques de triflate de scandium, des CTV ont été obtenus avec des rendements similaires ou supérieurs à ceux rapportés antérieurement. Des cryptophanes ont également été synthétisés avec d’assez bons rendements en effectuant l'étape de cyclisation en présence d'une quantité stœchiométrique de triflate de scandium. Fait intéressant, cette nouvelle approche permet de réduire fortement la formation de produits secondaires et donne lieu à de nouvelles molécules fonctionnalisées pour la construction des systèmes supramoléculaires hôte-invité.

Les cryptophanes et  chimie durable: La détection de méthane.

Les cryptophanes sont connus pour leurs extraordinaires propriétés de complexation envers les petites molécules neutres ou chargées. Par exemple, le méthane est bien reconnu par cryptophane-A. En raison de son importance en chimie de l'environnement, sa détection, son stockage et sa transformation sont actuellement d’actifs sujets de recherche.

En collaboration avec l'École Centrale de Lyon, un capteur à fibre évanescente pour une détection spécifique du méthane a été fabriqué par l'inclusion de molécules de cryptophanes dans une gaine faite d’un polymère transparent, le polysiloxane, sur une fibre PCS. Avec le cryptophane-A, la sensibilité du méthane est six fois plus élevée que celle des autres alcanes (éthane et butane) à des concentrations en alcane inférieures à 8% (Sens. Actuators B, 2005). En outre, avec le même groupe de l'École centrale de Lyon, un capteur innovant a été développé. Il utilise une fibre optique. Le capteur, associé à un détecteur travaillant dans le proche infrarouge, a été adapté pour suivre le vieillissement in situ d'une huile de transformateur ainsi que la formation de méthane et d’autres gaz susceptibles de provoquer une explosion (Sens. Actuators B, 2008).

Récemment, une nouvelle méthode pour la détection in situ et la mesure de méthane dissous dans l'eau de mer avec une limite de détection de 0,2 nM a été élaborée en collaboration avec le Centre national d'océanographie de Southampton (Optics Express, 2008). La méthode de détection est basée sur la modulation de l'indice de réfraction d'une couche de polydiméthylsiloxane modifié (PDMS) par incorporation de cryptophane-A. La résonance plasmonique de surface (RPS) a été utilisée pour mesurer l’indice de réfraction.

Le cryptophane-111, le plus petit jamais conçu jusqu'à présent, est également utilisé comme capteur de gaz. Il est particulièrement efficace pour encapsuler de petits hydrocarbures (méthane, éthane, éthylène) et l'hydrogène en solution dans un solvant organique (J. Phys. Chem. A , 2009).