Échange isotopique hydrogène/deutérium : quand la catalyse hétérobimétallique redéfinit le marquage isotopique

L’Act. Chim. (2026), 519:40-43.

Le marquage isotopique par deutérium ou tritium est essentiel dans de nombreux domaines, notamment l’industrie pharmaceutique ou l’analyse chimique. L’échange hydrogène/deutérium (H/D) constitue une stratégie efficace de marquage isotopique tardif, permettant d’introduire ces isotopes directement sur des molécules complexes. Cependant, l’activation sélective des liaisons C–H reste difficile et les catalyseurs homogènes classiques présentent souvent des limitations en termes de sélectivité, de robustesse et de conditions opératoires. Nous avons développé une nouvelle famille de catalyseurs hétérobimétalliques associant un métal de transition « précoce » (tantale ou hafnium) et un métal « tardif » (iridium ou cobalt). Immobilisés sur silice, ces systèmes génèrent des espèces hydrure de surface très actives permettant une deutération efficace et sélective d’arènes et d’alcanes sous D2. Des études mécanistiques montrent que l’activation C–H repose sur une coopération métal–métal qui abaisse la barrière énergétique de la réaction. Ces catalyseurs permettent notamment la perdeutération sélective du n-pentane et ont conduit au développement d’une stratégie tandem originale pour la synthèse efficace de tétrahydrofurane perdeutéré (THF-d8) dans conditions douces et sans solvant. Ces résultats illustrent le potentiel de la coopération métal–métal et de la chimie organométallique de surface pour concevoir de nouveaux procédés catalytiques d’échange isotopique.

Mots-clés : Activation C-H, catalyse d’échange H/D, chimie organométallique de surface, complexes hétérobimétalliques.

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