Composés non centrosymétriques

Romain Gautier (CR)

Les composés non centrosymétriques sont intéressants pour les propriétés de génération de seconde harmonique, de piézolectricité ou de pouvoir rotatoire. Dans notre groupe, nous nous sommes récemment focalisés sur les racémiques et les propriétés liées à la non centrosymétre. Les racémiques sont connus pour être optiquement inactifs depuis 160 ans. L'annulation des pouvoirs rotatoires des énantiomères ayant des configurations absolues opposées (les racémiques) a été discutée par Pasteur pour les acides tartriques.

Dans nos travaux, nous avons montré que certains arrangements de racémiques pouvaient mener à une activité optique et qu'environ un matériau racémique sur vingt présentait potentiellement un pouvoir rotatoire. En effet, les énantiomères lévogyres et dextrogyres peuvent s'arranger en 21 groupes ponctuels non chiraux tandis que l'activité optique peut être décrite dans 11 groupes ponctuels chiraux et 4 groupes ponctuels non-chiraux (Figure). Ainsi, les groupes "Activité optiques" et "Composé racémique" ne sont pas indépendants. Cette activité a été confirmée par des mesures de dichroisme circulaire sur monocristal de deux composés cristallisant dans les groupes ponctuels mm2 (Figure). Dans ces structures cristallines, l'arrangement de ces unités est la clef pour casser la centrosymétrie et obtenir une activité optique.

(a) Les 32 groupes ponctuels cristallographiques et l'activité optique (Centrosymétrie = Noir, Polaire/Non chirale = Rouge, Chiral/Non polaire = Bleu, Chirale/Polaire = Violet, Noncentrosymétrique/Non chirale/ Non polaire = Vert). Spectres de dichroisme circulaire de (b) [Zn(bpy)3](CrO4)0.5NO36.5H2O (Ccc2), et (c) [Cu(H2O)(bpy)2]2[HfF6]2.3H2O (Pna21).

Participants

Romain Gautier (CR)

Publications

“Optical activity from racemates”
R. Gautier*, J. M. Klingsporn, R.P. Van Duyne, K. R. Poeppelmeier*, Nature Materials, 15, 591-592 (2016)
Highlighted in CNRS Website, EurekAlert!, Phys.Org, Nanowerk, Science 2.0, Newswise, e! Science News, SkyNightly, Space Daily, and Science Daily.

"Un racémique peut-il être optiquement actif?"
R. Gautier*, Actualités Chimiques, Accepted (2016)

 

Collaborations

• Northwestern University, USA
• Nara Institute of Science and Technology, Japan