Nous utilisons la spectroscopie de surface et la microscopie à effet tunnel pour étudier la réactivité chimique des surfaces catalytiques. Notre recherche établit une connaissance des réactions de surface au niveau moléculaire, fournit de nouvelles méthodes chimiques pour manipuler des nanostructures et explore l'intersection de la catalyse organométallique et la catalyse hétérogène.
Nous travaillons actuellement sur les projets suivants :
- Méthodes pour induire la stéréosélection dans les réactions de surface.
- Études au niveau moléculaire de l'autoassemblage bidimensionnel.
- Réactions de métathèse hétérogène.
Activités de recherche
Controller la sélectivité des réactions chimiques en surface
Les surfaces sont des environnements réactifs parce qu'ils possèdent un faible indice de coordination. Ceci complique beaucoup la création de surfaces avec une réactivité sélective. Une partie de notre recherche concerne la catalyse hétérogène stéréosélective. Ce type exigeant de chimie des surfaces repose sur l'idée d'orienter une énantioface particulière d'un groupe prochiral vers la surface du catalyseur. Les liens suivants donnent quelques exemples de notre travail en catalyse chirale.
pubs.acs.org/isubscribe/journals/cen/84/i42/html/8442sci4.html
pubs.acs.org/email/cen/html/031504084328.html
www.scom.ulaval.ca/Au.fil.des.evenements/2005/01.13/decouvertes.html
Un autre défi consiste à former sélectivement un type précis de liaison chimique avec une surface. En particulier, il est très difficile de former une liaison double avec un atome individuel sur la surface. Ce problème survient parce les surfaces présentent un réseau de sites avoisinants, ce qui permet des liaisons simultanées avec plusieurs atomes de surface. Nous avons démontré une méthode pour former des liaisons doubles à une surface de carbure de molybdène et nous avons établi que les groupes alkylidènes (Mo=CR1R2) de surface sont actifs pour la métathèse d'oléfines. La métathèse d'oléfines est une méthode synthétique d'une utilité et d'une beauté extraordinaire, ce qui fut confirmé par le prix Nobel 2005 décerné à Grubbs, Schrock et Chauvin. Les liens suivants donnent quelques exemples de notre travail.
www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/309/5734/588
intl.sciencemag.org/cgi/content/short/309/5734/532e?ck=nck
pubs.acs.org/cen/news/83/i30/8330notw1.html
www.scom.ulaval.ca/Au.fil.des.evenements/2006/01.12/science.html.
www.cyberpresse.ca/article/20060111/CPTECHNO/601070661/5150/CPTECHNO
www.nature.com/nature/journal/v409/n6823/abs/4091023a0.html
www.scom.ulaval.ca/Au.fil.des.evenements/2001/03.08/cerpic.html
www.scom.ulaval.ca/Au.fil.des.evenements/2002/01.17/qcscience.html
www.scom.ulaval.ca/Au.fil.des.evenements/2005/09.22/nanopince.html
La chimie intramoléculaire sélective peut être utilisée pour préparer des motifs moléculaires déterminés sur des surfaces. Ce champ de recherche se nomme l'autoassemblage bidimensionnel. La microscopie à effet tunnel est une technique extrêmement puissante pour étudier, avec une résolution moléculaire, comment les molécules se lient ensemble sur une surface. Nous sommes des nouveaux venus dans ce domaine fascinant.
Publications représentatives
- Mohamed Siaj, Hicham Oudghiri-Hassani, Carl Maltais, Peter H. McBreen; «Thermally Stable Alkylidene Groups on the Surface of '-Mo2C: Relevance to Methane Aromatization and Olefin-Metathesis Catalysis», Journal of Physical Chemistry C, in press.
- Mohamed Siaj, Israel Temprano, Nathalie Dubuc and Peter H. McBreen; «Preparation and Olefin-Metathesis Activity of Cyclopentylidene-Oxo Initiator Sites on a Molybdenum Carbide Surface», Journal of Organometallic Chemistry, 2006, 691, 5497.
- Stephane Lavoie, Gautier Mahieu and Peter H. McBreen; «Chemisorption-Induced Double Hydrogen Bonding, Self-Assembly, and Stereoselection», Angewandte Chemie International Edition, 2006, 45, 7404.
- Stephane Lavoie, Marc-Andre Laliberte, Israel Temprano and Peter H. McBreen; «A Generalized Two-Point H-Bonding Model for Catalytic Stereoselective Hydrogenation of Activated Ketones on Chirally Modified Platinum», Journal of the American Chemical Society, 2006, 128, 7588.
- Mohamed Siaj and Peter H. McBreen; «Creating, Varying, and Growing Single-Site Molecular Contacts», Science, 2005, 309, 588.
- El Mamoune Zahidi, Hicham Oudghiri-Hassani and Peter.H. McBreen; «Formation of Thermally Stable Alkylidene Layers on a Catalytically Active Surface», Nature, 2001, 409, 1023.
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