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Hydrogénation catalytique des nitriles : recherche et développement de catalyseurs sélectifs à base de métaux nobles
| Auteur / Autrice : | Camille La Fontaine |
| Direction : | Laurence Pirault-Roy, Charles Kappenstein |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Chimie organique, minérale et industrielle |
| Date : | Soutenance en 2007 |
| Etablissement(s) : | Poitiers |
| Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers ; 2000-2008) |
| Partenaire(s) de recherche : | autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées |
Mots clés
Résumé
Largement utilisées dans l’industrie sous forme de solvants, d’intermédiaires réactionnels ou bien synthétisées pour des usages pharmaceutiques, les amines sont indispensables à la société moderne. Une voie de synthèse est l’hydrogénation catalytique de nitriles mais les catalyseurs hétérogènes développés, souvent à base de nickel, s’avèrent inappropriés pour l’hydrogénation de molécules complexes. L'objectif de ce travail a consisté tout d’abord à réaliser une étude comparative de Ru, Ni, Pd, Pt et Rh déposés sur alumine en hydrogénation de l’acétonitrile en phase gazeuse. Les métaux les plus actifs sont Pt et Rh. Quelle que soit la taille des particules métalliques, Pt conduit à la formation des amines primaire et tertiaire, alors que sur Rh un mélange des amines secondaire et tertiaire est obtenu. Les catalyseurs subissent une désactivation importante au cours de la réaction, due principalement à l’empoisonnement des sites actifs par des espèces fortement adsorbées. Une régénération est alors possible par simple traitement thermique sous atmosphère inerte. Différentes pistes ont ensuite été explorées pour l’optimisation des catalyseurs et la compréhension des mécanismes de la réaction. L’ajout de Sn par greffage organométallique permet de stabiliser l’activité de Rh en accord avec un effet électrodonneur. L’emploi de supports tels que CeO2 ou MgO permet d’améliorer la sélectivité en amine primaire, tant pour Rh que pour Pt. Les propriétés d’oxydoréduction de CeO2 modifient l’adsorption et la désorption des espèces et l’absence de sites acides à la surface de MgO inhibe les réactions de condensation. Un mécanisme bifonctionnel de la réaction est donc confirmé.