Postée il y a 17 heures
Contexte
La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire est la méthode de référence pour la vérification de structure des petites molécules organiques. Cette vérification s’effectue classiquement pour des composés purifiés après leur synthèse. La RMN est également utilisée pour le suivi en temps réel de réactions chimiques, principalement pour suivre l’avancement d’une réaction ou pour faire des mesures cinétiques. La RMN en flux est une approche en plein essor pour ce type de suivi, qui consiste à faire circuler l’échantillon, à travers des capillaires, entre le réacteur chimique et le spectromètre RMN, et qui permet de suivre en temps réel des réactions conduites dans des conditions expérimentales très variées. La vérification de structure directement à partir d’un mélange réactionnel serait particulièrement pertinente pour l’étude de mécanismes et pour la synthèse automatique et autonome (chimie 4.0). Elle se heurte cependant à la complexité des données RMN issues de mélanges.
La RMN diffusionnelle fournit un ensemble de possibilités pour obtenir des données composé-spécifiques directement à partir d’un mélange réactionnel. Plusieurs méthodes chimiométriques permettent notamment de traiter des données de RMN diffusionnelle en temps réel. Ces méthodes sont cependant très sensibles à la qualité des données de suivi. Pour cette raison, la sensibilité, la robustesse et la résolution temporelle des méthodes de RMN diffusionnelle sont des éléments clés du succès de ces méthodes pour le suivi de réactions.
Récemment, plusieurs équipes, dont l’équipe MIMM du laboratoire CEISAM, ont montré que, de façon contre-intuitive, des données de RMN diffusionnelle de haute qualité peuvent être obtenues pour un échantillon en flux continu. Cela ouvre la possibilité de combiner efficacement la RMN diffusionnelle en temps réel avec le suivi en ligne par RMN en flux. La séquence d’impulsion existante ne fournit cependant pas une résolution et une sensibilité optimale. De plus, elle est limitée à l’acquisition de spectres 1D (pondéré par la diffusion), et l’extension au cas de spectres 2D permettrait d’obtenir des informations structurales supplémentaires.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de développement de nouvelles méthodes de RMN diffusionnelle pour le suivi en ligne par RMN en flux. Plus précisément, le·la doctorant·e aura pour missions :
• Le développement de séquences d’impulsions pour la RMN diffusionnelle sur un échantillon en flux, avec une résolution temporelle et une sensibilité accrue
• Le développement de méthodes exploitant la parallélisation spatiale, pour accroitre la dimensionnalité des données de RMN diffusionnelle en temps réel
• L’utilisation de ces méthodes, à travers des collaborations, pour le suivi en ligne de réactions organiques, afin d’obtenir les spectres « purs » de composés formés pendant la réaction
Ces différents aspects bénéficieront de l’expertise de l’équipe en spectroscopie RMN, en RMN en flux, et en suivi de réaction, ainsi que des équipements pour la RMN en flux à haut champ.
Contexte de travail
Le doctorant ou la doctorante interagira principalement avec ses encadrants, reconnus comme spécialistes du développement et des applications de méthodes RMN pour l'analyse des mélanges. Le travail de thèse sera réalisé dans l'environnement collaboratif stimulant de l'équipe MIMM, impliquant de nombreux doctorants et doctorantes en méthodologie RMN. Les applications ciblées bénéficieront de l’environnement collaboratif du laboratoire CEISAM, en particulier en synthèse.
CEISAM est le laboratoire de chimie moléculaire de Nantes Université et regroupe 5 équipes de recherche reconnues en chimie théorique, physique et analytique, et en synthèse organique. La plateforme RMN du laboratoire CEISAM est la plus grande plateforme RMN du grand ouest. Complétement rénovée en 2025, elle dispose de 6 spectromètres à hauts champs (500 – 700 MHz), ainsi que 2 accessoires pour le RMN en flux, et 3 spectromètres à bas champ. De plus, elle fait partie de l’infrastructure nationale de recherche MetaboHub. CEISAM se situe dans l’environnement dynamique de la ville de Nantes, proche de la côte atlantique et de la Bretagne Sud.