Le prix de thèse DCC 2023 a été attribué à Eva Pugliese pour ses travaux intitulés Photocatalyse moléculaire pour l’activation de petites molécules, sous la direction du Prof. Ally Aukauloo et la codirection du Dr. Zakaria Halime, travaux de recherche menés à l’Institut d’Orsay de Chimie Moléculaire et des Matériaux de l’Université Paris-Saclay.

Le grand défi de son travail de doctorat était d’apporter une compréhension approfondie du cycle photocatalytique de réduction du CO₂ en CO induit par la lumière en utilisant le mélange d’une porphyrine de fer conçue comme catalyseur, d’un photosensibilisateur et d’un donneur d’électrons sacrificiel. Il est important de mentionner que différentes propositions figuraient déjà dans la littérature, mais sans aucune preuve spectroscopique de la présence d’intermédiaires. Mme Pugliese a synthétisé et étudié l’activité photocatalytique d’une porphyrine de fer flanquée de groupes urée pour servir d’échafaudage à des liaisons hydrogène en deuxième sphère de coordination. Elle a réalisé en parallèle des études spectroélectrochimiques et photophysiques pour prouver que c’est l’espèce Fe(I) qui est l’état stable et que l’étape limitante est la coordination du CO₂ sur l’espèce de Fe(I), résultats qui marquent un changement de paradigme dans l’activation du CO₂ [1]. Capitalisant sur les propriétés extraordinaires de la porphyrine de fer précédemment étudiée, elle s’est attelée ensuite à la conception d’une photocathode pour réduire le CO₂ en solution aqueuse.

En parallèle, elle a abordé l’oxydation d’alcènes par le dioxygène grâce à un catalyseur à base de fer qui est activé par absorption de la lumière via un photosensibilisateur. Elle a étudié les mécanismes complexes de la photocatalyse moléculaire et a identifié les espèces photogénérées fer-hydroperoxo et fer-peroxo caractérisées par spectroscopie UV-vis et RPE, écartant tout doute sur un mécanisme radicalaire caché [2].

[1] E. Pugliese, P. Gotico, I. Wehrung, B. Boitrel, A. Quaranta, M.-H. Ha-Thi, T. Pino, M. Sircoglou, W. Leibl, Z. Halime, A. Aukauloo, Dissection of Light-Induced Charge Accumulation at a Highly Active Iron Porphyrin: Insights in the Photocatalytic CO₂ Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202117530.
[2] E. Pugliese, N. T. Vo, A. Boussac, F. Banse, Y. Mekmouche, J. Simaan, T. Tron, P. Gotico, M. Sircoglou, Z. Halime, W. Leibl, A. Aukauloo, Photocatalytic generation of a non-heme Fe(iii)-hydroperoxo species with O₂ in water for the oxygen atom transfer reaction, Chem. Sci. 2022, 13, 12332-12339.