Synthèse de nouveaux monomères à base de polyols biosourcés

New monomers synthesis from biobased polyols

• Auteur / Autrice : Adrien Lopes
• Direction : Mathieu Sauthier, Sébastien Tilloy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Molécules et matière condensée
• Date : Soutenance le 11/12/2017
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut français des matériaux agro-sourcés - UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biopolymères

Aldéhydes

Amination

Biomasse

Hydroformylation

Catalyse homogène

Polyols

Mots clés libres

Isosorbide

Monomers

Résumé

Face à la raréfaction des ressources fossiles et à la prise de conscience des enjeux environnementaux actuels, la recherche et le développement d’une chimie verte et durable est nécessaire. Cela comprend notamment la nécessité de s’affranchir de l’utilisation des ressources non renouvelables. La conception de plastiques, qui représente une part importante de la consommation en ressources fossiles, à partir de sources alternatives est donc un défi compte tenu des problématiques actuelles. Dans l’optique de ne pas mimer les produits pétro-sourcés existants à partir de la biomasse, qui ne seraient pas compétitifs, l’objectif du projet passe par l’élaboration de synthons originaux qui permettront l’accès à de nouveaux produits finis avec de nouvelles propriétés. La biomasse est riche de molécules possédant des fonctions alcools. Il est proposé ici de dériver une molécule bio-sourcée en monomère poly-fonctionnel possédant des fonctions polycondensables comme les diols, diacides carboxyliques ou diamines.Ainsi, une molécule poly-fonctionnelle bio-sourcées a été dérivée en produits poly-allylés et poly -vinylés. Ces oléfines sont ensuite transformées en aldéhydes via la réaction d’hydroformylation sous CO/H2. L’influence des paramètres réactionnels, et notamment la nature du ligand utilisé pour coordiner le catalyseur rhodié, a été étudiée. Ces aldéhydes ont ensuite été oxydés en acides carboxyliques, aminés en amines ou réduits en alcools.

Facing the worldwide resource scarcity and the growing awareness of the current environmental issues, research and development of a sustainable and green chemistry is necessary. This requires in particular avoiding the utilization of fossil resources. Plastics production represents an important part of the global oil consumption, and thus, necessitates the exploration of new sources and the implementation of alternative pathways. Mimetic conception of known plastics from biomass is not competitive with the petrochemical industry, the objective of the project is therefore to synthetize innovative monomers, leading to new end-products with new properties. Alcohol-functionalized molecules abounds in biomass. The work presented herein aims at converting a bio-based molecule into a poly-functional monomer involving poly-condensable functions such as alcohols, amines and carboxylic acids. As a result, bio-based polyallyl and polyvinyl derivatives have been synthetized. Those olefins are the transformed to aldehydes using hydroformylation reaction under CO/H2. The influence of several parameters have been evaluated, in particular the nature of the ligand used with the rhodium-catalyst. Finally, the aldehydes have been oxidized in carboxylic acids, reduced in alcohols or transformed into amines.