Les halogènes pouvant participer à la formation d’une telle liaison comprennent l’iode (I), le brome (Br), le chlore (Cl) et parfois le fluor (F). Ce type de liaison se produit dans divers systèmes biologiques et procédés chimiques. En raison de son omniprésence, il peut être exploité dans toutes sortes d’applications fonctionnelles : la conception de médicaments, l’ingénierie des cristaux, la chimie supramoléculaire, la science des polymères, les cristaux liquides, les matériaux conducteurs, la chimie thérapeutique, etc. Yijue Xu, une étudiante au doctorat qui travaille avec le professeur David L. Bryce, a consacré une bonne partie de son parcours doctoral à la création de méthodes de résonance magnétique nucléaire (RMN) en phase solide pour caractériser les liaisons halogènes dans divers composés de cocristaux, notamment ceux qui comportent des diiodoperfluorobenzènes, de puissants donneurs pour les liaisons halogènes.
La chercheuse a inventé des mesures de RMN précoces sur des poudres à liaison halogène marquées à l’oxygène-17 qui ont permis de mieux comprendre la structure électronique de cette liaison et, par extension, les propriétés des matériaux analysés. Ses recherches ont produit quelques-unes des rares données tensorielles expérimentales de RMN permettant de comprendre une diversité de systèmes à liaison halogène. Ces données jettent un éclairage neuf sur ces interactions chimiques non covalentes et permettent de tracer des parallèles avec l’omniprésente liaison hydrogène. Yijue Xu a aussi créé SCFit, un progiciel en langage Python, pour analyser des données de RMN obtenues sur de grands monocristaux. Le logiciel est offert en libre accès à la communauté scientifique. Les travaux de l’étudiante contribuent à étendre les applications de spectroscopie RMN pour étudier divers matériaux comportant des liaisons halogènes.
Au cours de ses études doctorales, Yijue Xu a coécrit 11 publications évaluées par les pairs et donné 14 présentations lors de congrès. Parmi les nombreux prix qu’elle a reçus, mentionnons la Bourse d’études supérieures de l’Ontario pour étudiantes et étudiants internationaux, et sa première place au concours de la meilleure affiche organisé par l’International NMR School du Groupement AMPERE. Ses publications ont figuré à de nombreuses reprises sur des couvertures de revues, dont le Journal of Physical Chemistry de l’American Chemical Society. Son article intitulé « A Rare Example of a Phosphine as a Halogen Bond Acceptor », publié dans Chemical Communications de la Royal Society of Chemistry, a été cité dans les actualités du site ChemistryViews.
Yijue Xu a récemment obtenu une bourse de postdoctorat au National High Magnetic Field Laboratory (NHMFL) de Tallahassee, en Floride. Elle attribue son succès à l’encouragement et à l’encadrement du professeur Bryce et au précieux soutien technique offert par Glenn Facey, gestionnaire des installations de RMN, et Bulat Gabidullin, gestionnaire du laboratoire à rayons X.
Pour en savoir plus :
- A rare example of a phosphine as a halogen bond acceptor (en anglais seulement)
- Single-Crystal NMR Characterization of Halogen Bonds (en anglais seulement)
- SCFit: Software for Single-Crystal NMR Analysis. Free vs Constrained Fitting (en anglais seulement)
