Libérer le potentiel de la catalyse pour une synthèse pharmaceutique durable

Deryn Fogg

Département de chimie et sciences biomoléculaires

Prix : Prix Rio Tinto 2020 remis par la Société canadienne de chimie

Le prix Rio Tinto récompense la recherche de pointe en chimie inorganique ou en électrochimie. Brillante chercheuse et directrice des programmes d’études supérieures au Département de chimie et sciences biomoléculaires, la professeure Deryn Fogg a remporté récemment ce prix prestigieux, la plus haute distinction décernée dans le domaine par la Société canadienne de chimie, pour ses travaux sur la catalyse. La professeure Fogg souligne que « la réputation d’excellence de l’Université d’Ottawa n’est plus à faire en science de la catalyse, puisqu’elle compte dans ses rangs des sommités comme Howard Alper, Sandro Gambarotta et Tom Baker, dont plusieurs ont d’ailleurs reçu ce prix. C’est un honneur pour moi de faire désormais partie de ce groupe. »

La création de liaisons carbone-carbone est indispensable à la formation de nombreuses molécules essentielles, tant dans les matériaux que dans les médicaments. Toutefois, la production de médicaments, depuis ses débuts, engendre une empreinte environnementale considérable. Avec son groupe de recherche, la professeure s’intéresse à une catégorie de réactions qui créent des procédés chimiques plus durables, autrement dit, qui consomment moins de matière et d’énergie. À cet égard, la métathèse d’oléfines, prisée pour sa polyvalence (surtout dans le secteur pharmaceutique), est prometteuse. Elle offre en effet des voies plus simples et plus rapides vers la production de molécules thérapeutiques, dont les antiviraux, ce qui suscite énormément d’intérêt dans le monde à l’heure actuelle. Cependant, cette réaction nécessite un catalyseur, c’est-à-dire une molécule contenant du métal qui sert d’entremetteuse entre les deux atomes de carbone pour créer la nouvelle liaison. Une fois le catalyseur consommé, la réaction s’arrête. La courte durée de vie des catalyseurs représente donc un obstacle majeur à leur utilisation. Pire encore, le catalyseur résiduaire peut entraîner des réactions secondaires indésirables. Ces problèmes limitent énormément le recours à cette technologie (pourtant couronnée par un Nobel) dans la fabrication de produits chimiques, alors que ce domaine profiterait plus que tout autre d’une durabilité accrue.

Dans le but d’améliorer l’efficacité et la fiabilité de la métathèse d’oléfines, la professeure Fogg a voulu mieux comprendre les principes chimiques complexes de cette activité catalytique non intentionnelle. Son groupe de recherche a mis au jour d’importantes faiblesses des catalyseurs, certaines pouvant être corrigées par des solutions techniques, et d’autres révélant des paramètres clés susceptibles de guider leur modification. Ces recherches sont cruciales, autant pour la compréhension fondamentale que pour d’éventuelles applications pratiques, particulièrement dans le domaine de la chimie des procédés pharmaceutiques, où la mise au point de technologies moins nocives pour l’environnement constitue une priorité.

La professeure Fogg explique que la décomposition des catalyseurs est un champ de recherche de pointe tout récent en catalyse moléculaire. Bien que ses travaux visant à définir des paramètres de conception critiques aient récemment reçu des marques d’approbation, son groupe a d’abord rencontré de la résistance, voire de l’incompréhension, il y a près de dix ans. « Quoi que dise le slogan de l’Université, il est parfois difficile pour les étudiantes et étudiants des cycles supérieurs de “défier les conventions”, c’est-à-dire de rester convaincus de la portée de leur travail quand il ne s’inscrit pas dans les paradigmes en place. Je les remercie de leur confiance et de leur ténacité, et je suis très heureuse que ces qualités soient récompensées! »

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