Cours 2020-2021

Supramolecular Chemistry [SCHIM203]

  • 3 crédits
  • 22.5h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Anglais / English
Enseignant: Berionni Guillaume

Acquis d'apprentissage

Définition, description, caractérisation, propriétés physiques et chimiques de systèmes supramoléculaires organiques et inorganiques. Applications (stratégies de macrocyclisation, médecine, matériaux, topologie, catalyse et photochimie, bio-organiques, organométalliques).

Pré-requis: cours chimie organique, chimie physique et inorganique du baccalauréat en Chimie.

Objectifs

L'objectif de ce cours est de familiariser les étudiants à la Chimie Supramoléculaire, la chimie "au-delà de la molécule", traitant des processus de reconnaissance moléculaire, d'auto-assemblage et d'auto-organisation. Savoir utiliser la reconnaissance moléculaire pour fabriquer des 'dispositifs' supramoléculaires.

Contenu

La chimie supramoléculaire s'intéresse aux assemblages intermoléculaires engageant des «interactions non-covalentes». Si la chimie moléculaire a conçu et conçoit encore des millions de «nouveaux mots chimiques» à partir des lettres atomiques, la chimie supramoléculaire construit des «phrases» et des «paragraphes chimiques», et in fine pour le futur, des édifices moléculaires si complexes que l'on pourrait les comparer à des livres.

Communication, information, auto-assemblage, auto-organisation, associations réversibles et adaptables à l'environnement, propriétés émergentes sont quelques-uns des concepts que ce cours de chimie supramoléculaire explore, aux interfaces entre la chimie, la biologie et la physique.

Table des matières

- Interactions et reconnaissance moléculaire (type d'interactions, reconnaissance et stabilité, notions de base de thermodynamique chimique, méthodes physiques appliquées à la chimie supramoléculaire, reconnaissance et sélectivité).

- Pré-organisation et récepteurs moléculaires (Topologie et géométrie de récepteurs, le concept de pré-organisation).

- Reconnaissance de substrats cationiques (Les podants, les coronands, les cryptands, les hemispherands).

- Reconnaissance de substrats anioniques (Récepteurs d'anion, reconnaissance d'anions sphérique, reconnaissance d'anions linéaire, reconnaissance de nucléotides).

- Reconnaissance de substrats neutres (Reconnaissance par liaisons hydrogène, polynucléotides et ADN, ANR, ANP, etc..).

- Classes de récepteurs avec une cavité pré-organisée (calix[n]arène, cyclodextrines, cavitands, carcerands, cages et capsules moléculaires).

- Transport (Transport passif et actif, Sélectivité de transport dans les systèmes biologiques et artificiels).

- Réactivité et catalyse supramoléculaire.

- Moteurs moléculaires et topochimie (Caténanes, rotaxanes, pseudo-rotaxanes, nœuds moléculaires, etc...).

- Applications dans le domaine des matériaux (études de transferts d'électrons ou transferts de charge, senseurs analytiques, etc...).

- Matériaux avancés à base de carbone (chimie des acétylènes, des fullerènes, triptycènes, et des nanotubes).

Description des exercices

N/A


Méthodes d'enseignement

Les modalités d'enseignement et d'évaluation des unités d'enseignement ont été rédigées en fonction de la situation à la rentrée académique 2020-2021. Cependant, ces modalités pourraient faire l'objet de modifications en fonction de l'évolution de la crise sanitaire liée à la covid-19. Les étudiants seront informés de toute modification de la situation générale (passage à l'enseignement à distance partiel ou complet) par les autorités de l'UNamur tandis que les modifications propres à chaque unité d'enseignement leur seront communiquées par les enseignants, via webcampus

Le cours se donne en français ou en anglais, selon le choix des étudiants.

Mode d'évaluation

Les modalités d'enseignement et d'évaluation des unités d'enseignement ont été rédigées en fonction de la situation à la rentrée académique 2020-2021. Cependant, ces modalités pourraient faire l'objet de modifications en fonction de l'évolution de la crise sanitaire liée à la covid-19. Les étudiants seront informés de toute modification de la situation générale (passage à l'enseignement à distance partiel ou complet) par les autorités de l'UNamur tandis que les modifications propres à chaque unité d'enseignement leur seront communiquées par les enseignants, via webcampus

L'évaluation consiste en un examen écrit de 3 heures (questions de cours et problèmes de réflexion sur des articles scientifiques récents).

L’évaluation se fait à livres fermés, l’étudiant ne pourra donc pas se munir de supports de cours ou d'autres documents ou outils lors de l'examen.

Sources, références et supports éventuels

Jean-Marie Lehn, De Boeck Université (disponible à la bibliothèque et au bureau du professeur) - Supramolecular Chemistry
J.W. Steed and J.L. Atwood, 2nd Edition (2009), John Wiley & Sons

Langue d'enseignement

Anglais / English

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle

Etudes de 2ème cycle