Julien LECLAIRE

Portrait Julien Julien Leclaire est chercheur à l’Institut de chimie et biochimie moléculaires et supramoléculaires, titulaire d’une chaire d’excellence du labex iMUST. Son ambition : mettre au point des procédés verts innovant pour « extraire » des molécules à fort potentiel médical ou industriel.

Research Interests : Nano-objects – Nano-materials

Nano-objects : Dynamic cyclophanes (Dynarenes) – Molecular Recognition – Protein binding –Information transfer– Stereoselectivity.
Nano-materials:  Self-assembled & organized material – Complex molecular systems –waste recycling

 


Chaque objet moléculaire possède une forme et une densité électronique qui lui sont propres et est donc capable de stocker et transmettre cette information. C’est ce que la nature est parvenue à maitriser au terme de l’évolution par le biais des molécules équipant l’ensemble des êtres vivants telles que les acides nucléiques, les sucres ou les protéines. Dans l’équipe Chimie Supramoléculaire Appliquée, nous appliquons le phénomène de transfert d’information à l’assemblage spontané d’édifices complexes en conditions douces et éco-compatibles. Une molécule « instructrice » ou template est employée pour transférer son information moléculaire en termes de fonctions chimiques, de taille, de symétrie à un système moléculaire de briques élémentaires pouvant s’associer par des liaisons chimiques ou physiques réversibles. Par cette approche, nous avons mis au point une nouvelle famille d’architectures à topographie cylindrique, assemblées par un processus vert et à l’échelle du gramme : les dynarènes. Sur ces analogues de cavitands trouvant des applications dans de nombreux domaines, le transfert d’information permet de choisir à façon la taille, la séquence, la richesse électronique, la chiralité. La molécule instructrice peut correspondre à un motif pour lequel on souhaite obtenir une empreinte sélective pour l’analyse et la purification (notamment les protéines, sur lesquelles nous travaillons en partenariat avec l’industrie pharmaceutique) ou être un initiateur à la formation de superstructures parfaitement contrôlées (fils, tubes, nanoparticules, feuillets) utilisables pour la construction bottom-up de dispositifs technologiques.

Fig 1

La stratégie de transfert d’information lors d’un processus d’assemblage est également explorée à l’échelle du matériau. Il s’agit par cette approche de former la matrice d’encapsulation sur mesure de petites molécules valorisables. Du fait de la très haute sélectivité du processus, il est possible d’extraire ces cibles moléculaires de mélanges complexes issus des déchets. L’originalité de notre approche consiste à utiliser le dioxyde de carbone comme constituant de- et interrupteur à la formation/dissociation de ces matériaux supramoléculaires originaux. En version purement organique, ces systèmes ont mené à des procédés innovants de recyclage du CO2 à cout réduit (collaboration IFPEN). En version organométallique, un procédé de recyclage sélectif des métaux stratégiques à récemment été mis au point. Son implémentation en flux continu ainsi que les propriétés des nouveaux matériaux produits sont actuellement à l’étude (collaboration LGPC et CRMN).

 

Fig 2

Bibliographie:

– Fotiadu, F.; Jacquim, M.; Leclaire, J.; Methivier, A.; Bouillon, P. Antoine; Desbois, P. Procedure of removal of acidic compounds from a gaseous effluent with regeneration of the absorbent solution by chemical equilibrium shift. Fr. Demande (2012), FR 2969504 A1 20120629.
– Leclaire, J.; Mazari, M.; Zhang, Y.; Bonduelle, C.; Thillaye du Boullay, O.; Martin-Vaca, B.; Bourissou, D.; De Riggi, I.; Fortrie, R.; Fotiadu, F.; Buono, G. Bare Histidine-Serine Models: Implication and Impact of Hydrogen Bonding on Nucleophilicity, Chem. Eur. J. 2013, 19, 11101
– Leclaire, J.; Canard, G.; Fotiadu, F.; Poisson, G. Method for detecting, capturing and/or releasing chemical elements by molecular assembly under dynamic combinatorial chemistry conditions. PCT Int. Appl. (2014), WO 2014188115 A1 20141127
– Skowron, P.-T.; Dumartin, M.; Jeamet, E.; Perret, F.; Gourlaouen, C.; Baudouin, A.; Fenet, B.; Naubron, J.-V.; Fotiadu, F.; Vial, L.; Leclaire, J. On-Demand Cyclophanes: Substituent- Directed Self-Assembling, Folding, and Binding. J. Org. Chem. 2016, 81,654-661
– Leclaire, J.; Poisson, G;; Ziarelli, F.; Pepe, G.; Fotiadu, F.; Paruzzo, F. M.; Rossini, A. J.; Dumez, J.-N.; Elena-Herrmann, B; Emsley, L. Structure elucidation of a complex CO2-based organic framework material by NMR crystallography. Chem. Sci. 2016, en révision


A propos :

Julien Leclaire est diplômé de L’Ecole Normale Supérieure de Lyon. Après une thèse de doctorat à l’Université Paul Sabatier Toulouse III dans le domaine des dendrimères phosphorés et un post-doctorat à l’Université de Cambridge en Chimie Combinatoire Dynamique, il est nommé Maitre de conférences à l’Ecole Centrale Marseille en 2005. Il rejoint l’UCB Lyon 1 et l’ICBMS comme responsable de l’équipe Chimie Supramoléculaire Appliquée en 2013. Il travaille sur le transfert d’information à l’échelle moléculaire.

 


Liens:

– Equipe CSAp de l’ICBMS

– Article sur le site de l’Université de Lyon

– Intervention lors de l’émission Sciences pour Tous