Vers des procédés verts : synthèse organique par catalyse avec des solides dopés aux métaux

Toward green processes organic synthesis by catalysis with metal-doped solids

• Auteur / Autrice : Sophie Borghèse
• Direction : Patrick Pale
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 15/02/2013
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Gwilherm Evano
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rachid Baati
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : G. K. Surya Prakash, Pascale Massiani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie chimique

Catalyse hétérogène

Synthèse organique

Polyoxométallates

Mots clés libres

Chimie verte

Catalyse hétérogène

Polyoxométallates

Furanes

Zéolithes

Spiroacétals

Alcanes

Transfert d'hydrure

Green chemistry

Heterogeneous catalysis

Polyoxometalates

Furans

Zeolites

Spiroketals

Alkanes

Hydride transfer

Résumé

De nos jours, l’industrie chimique est de plus en plus confrontée à la question de son impact environnemental. Dans le même temps, elle doit faire face à la diminution des ressources de matières premières importantes tels que les métaux de transition, tout en respectant des contraintes économiques. Ces travaux de thèse avaient pour but de tenter de répondre à ces exigences, par le développement de méthodologies de synthèse basées sur l’utilisation de catalyseurs hétérogènes recyclables. En combinant les propriétés catalytiques de certains ions métalliques avec les propriétés de catalyseurs solides tels que les polyoxométallates ou les zéolithes, nous avons pu mettre au point de nouveaux outils pour la synthèse organique. Les polyoxométallates dopés à l’argent ont démontré leur efficacité dans le réarrangement d’alcynyloxiranes en furanes. La synthèse de spiroacétals et d’acétals par dihydroalkoxylation d’alcyne diols a été effectuée pour la première fois en catalyse à l’argent, via l’utilisation de zéolithes. En perspective, nous avons mis en évidence les applications potentielles de ces procédés verts dans la synthèse totale de molécules plus complexes. Les premiers résultats suggèrent que de telles synthèses plus respectueuses de l’environnement ont tout intérêt à être davantage utilisées à l’avenir.

Nowadays, the modern chemical industry has to deal with increasing environmental concerns, including the disposal of waste and its economic impact, or the diminution of important worldwide resources such as transition metals. In this Ph.D. thesis, we aimed to bring improvement in this area by the development of green processes, based on the use of recyclable heterogeneous catalysts. By combining the catalytic properties of several metal cations with the properties of solid catalysts such as polyoxometalates or zeolites, we were able to set up new tools for organic synthesis. Silver-doped polyoxometalates proved to be very efficient catalysts in the rearrangement of alkynyloxiranes to furans. Acetals and spiroketals were synthetized by dihydroalkoxylation of alkynediols under catalysis with silver-zeolites. As a perspective, we highlighted the potential applications of such green procedures in the total synthesis of more complex molecules. The first results suggested that these environmental friendly processes should gain increasing interest in the future.