Microfluidique pour la photochimie

Les procédés en continu, ou procédés en flux, sont depuis longtemps mis en place dans les industries de chimie lourde ou pétrochimique. Cependant, le développement de l’utilisation de la chimie en flux continu par les chimistes de synthèse pour la préparation de petites molécules multifonctionnelles a été plus lent. Ce n’est qu’au cours de ces 10 dernières années qu’un intérêt croissant a été porté à la technologie des réacteurs structurés fluidiques pour la synthèse organique grâce aux avantages en termes de mélange, de transfert de chaleur et de sécurité liés à l’utilisation de ces dispositifs par rapport aux réacteurs conventionnels. La photochimie offre aux chimistes de synthèse une excellente opportunité d’introduire un niveau élevé de complexité moléculaire dans un environnement « sans réactif ». Cependant, la photochimie en réacteur conventionnel a souvent été sous exploitée car jugée trop difficile à mettre en œuvre. En conséquence, de nombreux processus sans équivalent via des méthodes d’activation classique ont été largement sous-utilisés. Il est intéressant de noter que les photochimistes ont adopté la technologie fluidique relativement précocement, reconnaissant les avantages des microsystèmes notamment en termes de pénétration de la lumière, d’amélioration de la sécurité, des sélectivités et de la reproductibilité des procédés ainsi qu’une montée en échelle facilitée en association avec des sources lumineuses modernes et puissantes. Une large gamme de réacteurs photochimiques fluidiques est disponible allant des réacteurs offrant un contrôle très précis des flux mis en jeu jusqu’aux réacteurs compacts permettant la synthèse de quantités de matériaux avec une production de quelques kilogrammes par jour. La disponibilité d’une grande variété de dispositifs fluidiques photochimiques faciles à mettre en œuvre à l’échelle du laboratoire ainsi que la mise sur le marché de système prêt à l’emploi fiables et robustes ont permis un renouveau de la photochimie tant au niveau industriel qu’académique. L’objectif de cet article est d’introduire les notions fondamentales de la photochimie ainsi que de présenter les différentes technologies fluidiques disponibles appliquées à la photochimie. Finalement des exemples de dispositifs photochimiques fluidiques appliqués à la synthèse organique sont discutés afin de démontrer leurs intérêts et leurs apports pour la synthèse de molécules complexes.