En chimie, les réactions de cycloaddition sont parfois difficiles à réaliser.  En effet, deux molécules mélangées ne réagissent souvent pas ensemble, car elles se rencontrent trop rarement pour donner lieu à une réaction efficace. Pourtant, ces réactions sont fondamentales en chimie organique car elles permettent notamment d’assembler rapidement des structures complexes. 

Une façon de contourner ce manque de réactivité est de physiquement rapprocher les molécules en les reliant ensemble par un lien qui peut être coupé quand il a effectué son travail. C’est ce qu’on appelle le « tethering » en anglais, ou agrafage temporaire en français. Cette image est pertinente : la stratégie correspond en effet à fixer deux molécules dans l’espace pour qu’elles n’aient pas le choix que de réagir ensemble. 

Un peu de chimie organique

Dans le contexte de ce projet, la stratégie d’agrafage est appliquée à des précurseurs de cycloaddition peu étudiés : les oxidopyridiniums. L’intérêt de ces composés est qu’ils permettent un accès rapide et sélectif à des produits polycycliques azotés, mais leur utilisation sans agrafage est généralement inefficace.

De façon générale, les molécules polycycliques azotées sont des composés organiques dans lesquels l'azote est présent au sein de la structure cyclique (hétérocycles) ou en tant que substituant. Ces molécules sont omniprésentes en chimie médicinale, en biochimie et en agrochimie.  Elles jouent un rôle clé et structurel fondamental dans la biologie, la pharmacologie et la chimie organique.

De façon plus précise, dans le cadre de ce projet, parmi les familles de molécules qui peuvent ainsi être obtenues, citons par exemple les tropanes, famille d’alcaloïdes bicycliques obtenus de sources naturelles et dont certains (ou leur dérivés) sont utilisés comme médicament. Le buscopan, bien connu, fait partie de cette famille.

Si l’on souhaite aller plus loin, c’est à ce moment-là que rentre en jeu le deuxième objectif de ce projet : appliquer le réarrangement de Beckmann aux produits obtenus par cycloaddition. Cela permet d’introduire un deuxième atome d’azote dans les structures. Ceci ouvre les perspectives vers la synthèse des phlegmadines, un groupe de produits naturels qui pour l’instant n’ont jamais pu être préparés par synthèse organique, alors que leurs propriétés biologiques décrites sont prometteuses. Plus récemment, dans le domaine des recherches en oncologie, des inhibiteurs de KRAS contenant des bicycles diazotés ont été décrits.

Mais à quoi ça sert ?

En prenant du recul, l’objectif est de rendre la synthèse chimique, et donc l’obtention de molécules en grandes quantités, plus durable : les produits-cible sont préparés de façon plus rapide et plus efficace. Ceci accélère la recherche tout en diminuant l’impact sur l’environnement. En effet, moins il y a d’étapes dans la fabrication d’un produit, moins on utilise d’eau, de solvants, de réactifs et de temps : on consomme donc moins d’énergie, on génère moins de déchets et on diminue aussi le coût, tout en étant plus rapide ! 

Lionel-Marie Van Geesbergen avait déjà investigué avec succès ces réactions accélérées par agrafage avec des molécules oxygénées lors de son mémoire de master en chimie à l’UNamur dans le même laboratoire.  Après seulement 1 mois et demi d’investigations, le doctorant a déjà démontré la faisabilité de sa méthode avec des molécules azotées.  Maintenant que l’approche est validée, elle va pouvoir être développée pour en déterminer la portée et les limites.

Un projet soutenu par la société Phoenix Capital

Ce projet de thèse de doctorat a débuté en janvier 2026.  Il sera soutenu pendant 4 ans par la société Phoenix Capital. Basée à Vérone (Italie), active à Milan, Rome, Luxembourg, Lausanne, Houston et San Francisco, Phoenix Capital est un centre de conseil en gestion, d'innovation et de finance d'entreprise qui offre aussi des services technologiques et opérationnels pour le développement commercial et la rationalisation des processus et des projets.

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En tant que moteur de l'innovation et du développement en Europe et aux États-Unis, Phoenix Capital développe de nombreuses synergies avec des universités en Italie et à l'international, favorisant l'excellence dans l'enseignement.

En soutenant ce projet de recherche, Phoenix Capital encourage la recherche scientifique et les technologies de pointe développées par l'UNamur dans le domaine de la chimie organique synthétique.

Giovanna Saraconi - CEO Phoenix Group

Nous sommes fiers de soutenir le programme de doctorat en chimie de quatre ans de l'université de Namur. Investir dans la recherche est un choix stratégique à long terme pour Phoenix Capital et s'inscrit dans notre manifeste éthique en matière de soutien aux jeunes talents. Nous en sommes de plus en plus convaincus, surtout aujourd'hui, compte tenu du contexte international dans lequel nous opérons. 

Giovanna Saraconi - CEO Phoenix Group

C'est dans les universités que naissent les idées susceptibles d'améliorer la vie des gens, de rendre les chaînes d'approvisionnement plus compétitives et d'accélérer la transition vers des modèles de production durables. Au cœur de cette vision se trouvent les jeunes talents qui cultivent une passion pour la science : des chercheurs qui, avec curiosité et rigueur, transforment les questions d'aujourd'hui en solutions de demain. Construire des ponts entre les universités et les entreprises signifie leur donner des outils, du temps et de la confiance. C'est ainsi que nous entendons contribuer à un écosystème d'innovation plus fort, plus inclusif et plus responsable.

Les chercheurs du laboratoire de Chimie Organique de Synthèse (COS)

Steve Lanners

Steve Lanners a fait ses études de chimie à l’Université Louis Pasteur, puis à l’ECPM à Strasbourg (promo 2001). Après un séjour de recherche à l’ETH (avec le Prof. Erick Carreira) ou il synthétise un fragment du polycétide anticanéreux tédanolide, il effectue son doctorat à l’ECPM sous la direction du Prof. Guy Solladié et Dr. Gilles Hanquet (défendu en 2005) pour y développer la synthèse d’un polycétide à activité antimybactérien : la pamamycine-607. 

Steve Lanners

Après 3 ans de recherches post-doctorales en flow chemistry et synthèse de produits naturels à l’Université de Cambridge, avec le Prof. Steven Ley, il débute aux FUNDP où il reprend le laboratoire de Chimie Organique de Synthèse (COS) pour y développer des projets de synthèse de produits naturels, de développement de nouvelles réactions, et de chimie médicinale, tout en occupant diverses fonctions au sein du Département de Chimie, et en s’attelant à améliorer constamment l’enseignement de la chimie organique à l’UNamur.

Lionel-Marie Van Geesbergen

Après avoir terminé son bachelier en juin 2022, Lionel-Marie Van Geesbergen a décidé de poursuivre un master en sciences chimiques dans la même institution, l’Université de Namur. Au cours de ce master, et plus particulièrement lors de son mémoire réalisé sous la supervision du Prof. Steve Lanners, il a participé au développement d’une voie de synthèse de molécules complexes utilisant une stratégie innovante : « l’agrafe temporaire ».

Lionel-Marie Van Geesbergen

Dans le cadre de son stage, il a ensuite contribué, en collaboration avec Syensqo, à un projet de valorisation de sous-produits issus de l’industrie des polymères au sein du laboratoire du Prof. Gwilherm Evano de l’Université libre de Bruxelles. Ces expériences lui ont permis d’obtenir son master en juin 2024. À la suite de l’obtention de son diplôme, il a participé à l’encadrement et à la formation, en chimie, des étudiants de premier cycle en pharmacie et en sciences biomédicales, tant lors des séances d’exercices que des travaux pratiques. En janvier 2026, il choisit de revenir dans l’équipe du Prof. Lanners afin d’entamer une thèse de doctorat et de poursuivre les recherches initiées lors de son mémoire, en les orientant vers la synthèse de molécules azotées complexes à fort potentiel pharmaceutique.