Fifty shades of hybrid catalysis
Cinquante nuances de catalyse hybride
Résumé
Hybrid catalysis emerged about twenty years ago. This discipline aims at combining a chemical catalyst with a biological catalyst to produce a multi-catalytic system, with additional properties compared to those of single catalysts, has long remained little studied because it calls on a wide range of skills that are rarely brought together in joint work.
In recent years, however, the growing interest in inter- or even transdisciplinary research has greatly benefited its development, and the number of examples of hybrid catalysis applications is now growing exponentially. Historically developed for kinetic resolution and deracemisation processes, hybrid catalysis is now illustrated in many fields, with very different purposes, from the regeneration of costly enzyme co-substrates to the implementation of integrated catalytic tandems allowing the synthesis of previously inaccessible compounds.
In this respect, it benefits from numerous advances in chemistry and biology/molecular biology, whether in terms of new modelling or analytical techniques, the possibility of designing new, more efficient and tolerant catalysts, or the development of more efficient reaction devices thanks to reactor and process engineering. This important diversity of catalysts and techniques now represents a promising hope for the renewal of catalysis that is often struggling to meet tomorrow’s environmental challenges.
La catalyse hybride a émergé il y a une vingtaine d’années. Cette discipline, qui vise à combiner un catalyseur chimique avec un catalyseur biologique afin de produire un système multi-catalytique possédant des propriétés supplémentaires par rapport à celles des catalyseurs unitaires, est longtemps restée peu étudiée car faisant appel à des compétences très diversifiées rarement rassemblées au sein de travaux communs.
Ces dernières années, l’accroissement de l’intérêt pour les recherches inter- voire transdisciplinaires a largement bénéficié à son développement et le nombre d’exemples d’applications de la catalyse hybride croît aujourd’hui de manière exponentielle. Historiquement mise au point pour les procédés de résolution cinétique et de déracémisation, elle s’illustre désormais dans de très nombreux domaines, avec des finalités très différentes, depuis la régénération de cosubstrats enzymatiques coûteux, jusqu’à la mise en place de tandems catalytiques intégrés permettant la synthèse de composés jusque-là inaccessibles.
Elle bénéficie à ce titre de nombreuses avancées en chimie et biologie/biologie moléculaire, qu’il s’agisse des nouvelles techniques de modélisation ou analytiques, de la possibilité de concevoir de nouveaux catalyseurs plus efficaces et tolérants, ou encore de l’élaboration de dispositifs réactionnels plus performants grâce aux génies des réacteurs et des procédés. Cette importante diversité de catalyseurs et de techniques représente un espoir prometteur pour le renouveau d’une catalyse qui peine souvent à répondre aux défis environnementaux de demain.
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