Valorisation de bioressources dans des matériaux catalytiques organométalliques : préparation, caractérisation et applications en catalyse

Promotion of bioresources in catalytic materials: elaboration, characterization and application in catalysis

• Auteur / Autrice : Pierre-François Vittoz
• Direction : Isabelle Dez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie moléculaire et thio-organique (Caen ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Normandie Université (2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Christian Fernandez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Dez, Christian Fernandez, André Vioux, François-Xavier Felpin, Jutta Rieger, Annie-Claude Gaumont
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : André Vioux, François-Xavier Felpin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie électronique

Résonance magnétique nucléaire

Palladium

Métathèse (chimie)

Catalyse homogène

Liquides ioniques

Chitosane

Thèses et écrits académiques

Alginates

Résumé

L’objectif de cette thèse est de préparer de nouveaux matériaux catalytiques, basés sur la technologie SILP (Supported Ionic Liquid Phase), à partir de polysaccharides marins: l’alginate et le chitosane (matériaux Bio-SILCs). Deux voies d’immobilisation de la phase liquide ionique ont été envisagées: (i) par encapsulation: dans ce cas, le liquide ionique dans lequel est dissout un catalyseur organométallique est immobilisé au sein du réseau auto-assemblé du biopolymère; (ii) par voie sol-gel: le liquide ionique contenant le catalyseur organométallique est ici associé au biopolymère pour former un ionogel. Une attention particulière a été accordée à la caractérisation des matériaux Bio-SILCs de façon à définir les espèces catalytiques par des techniques spectroscopiques et microscopiques. Les matériaux Bio-SILCs ont ensuite été appliqués à deux grandes réactions organométalliques: la réaction de Tsuji-Trost catalysée par le palladium et (ii) la réaction de métathèse d’oléfines catalysée par le ruthénium. Les études catalytiques, associées aux études de mobilité des espèces par RMN, ont permis de définir les conditions optimales pour l’élaboration de nouveaux matériaux catalytiques performants. L’étude de recyclage des matériaux Bio-SILCs a également été évaluée dans ces deux réactions.

The aim of this thesis is to prepare from two marine polysaccharides, alginate and chitosan, different types of materials for the supported ionic liquid phase catalysis technology (Bio-SILCs materials). Two immobilization ways of the ionic liquid phase on the biopolymer supports were investigated: (i) one by encapsulating the ionic liquid phase, containing a homogeneous catalyst, within a biopolymer matrix; (ii) one using a sol-gel process, leading to materials named ionogels. Special attention was given to the characterization of the Bio-SILCs materials using spectroscopic and microscopic techniques. The catalytic materials were applied to (i) the Pd-catalyzed Tsuji-Trost reaction and (ii) the Ru-catalyzed olefin metathesis. Catalytic performance and recyclability of the Bio-SILCs materials were studied in both reactions. The characterization of the Bio-SILCs materials, related to the catalytic studies, enabled to define the best experimental conditions leading to efficient catalytic materials.