La catalyse est peut-être le terme qui retranscrit au mieux l’esprit de la chimie : elle symbolise le miracle de la consommation et de la régénération.
• Un catalyseur est une substance qui favorise une transformation chimique en en ressortant indemne. Par exemple, le catalyseur hétérogène qui se trouve à la sortie d’un pot d’échappement permet de transformer le monoxyde de carbone et les oxydes d’azote en dioxyde de carbone et en azote moléculaire. Outre les catalyseurs hétérogènes, il existe deux autres grandes classes de catalyseurs : les enzymes et les catalyseurs homogènes.
• Le corps humain possède plus de 10 000 enzymes-biocatalyseurs différentes ; certaines permettent le transport de l’oxygène dans le corps, d’autres favorisent la digestion. Le prix Nobel en chimie 2001 a été attribué à trois chercheurs qui ont apporté leur contribution dans le domaine de la catalyse homogène organométallique. Dans ce domaine, le substrat se coordonne au centre métallique de manière covalente (interaction forte), ce qui diffère de la catalyse enzymatique où le substrat et l’enzyme n’interagissent parfois que par le biais d’interactions faibles.
• Ce dogme de la catalyse homogène est tombé grâce au développement d’un nouveau type de catalyseur, découvert par le doctorant Matthieu Faure et les professeurs Georg Süss-Fink et Thomas Ward à l’Institut de chimie de l’université de Neuchâtel (Angew. Chem Int. Ed. 41, 2002, 99). 
• L’agrégat organométallique cationique, hydrosoluble sous forme de sel de tétrafluoroborate, catalyse l’hydrogénation du benzène en cyclohexane dans des conditions biphasiques très douces (10 à 100 bar, 20 à 110° C) avec une sélectivité totale (100 %) et une excellente activité catalytique (ô4 h-1). Après la réaction catalytique, le catalyseur est inchangé dans la phase aqueuse et peut être réutilisé après la séparation du produit (cyclohexane pur comme phase organique surnageante) sans perte d’activité catalytique.
• Sur la base des études entreprises, l’équipe neuchâteloise conclut que le substrat benzène ne se coordonne pas au ruthénium lors de la transformation catalytique. Il est plutôt reçu dans la poche aromatique formée par les trois ligands arène sur le squelette trinucléaire du catalyseur et fixé uniquement par des interactions intermoléculaires. Les auteurs ont proposé le nom de supramolecular cluster catalysis (catalyse par agrégats moléculaires) à ce phénomène qui se trouve à l’interface entre la catalyse homogène, la catalyse hétérogène et la catalyse enzymatique : le catalyseur est une molécule soluble (catalyse homogène), le système réactionnel est biphasique (catalyse hétérogène) et il y a reconnaissance moléculaire du substrat par le catalyseur (catalyse enzymatique).
• La découverte neuchâteloise, en mesure de révolutionner un secteur important de l’industrie chimique, a été présentée (en première page) dans le numéro de janvier 2002 de la prestigieuse revue Angewandte Chemie International Edition.
Professeur Georg S374ss-Fink
Professeur Thomas Ward
Institut de chimie
Université de Neuchâtel
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