Activation et transformation catalytique de SO₂ par des composés organométalliques et organiques

Activation and catalytic transformation of SO₂ by organometallic and organic compounds

• Auteur / Autrice : Aurélien Adenot
• Direction : Thibault Cantat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 28/09/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nanosciences et innovation pour les matériaux, la biomédecine et l'énergie (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) - Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l'Energie (Saclay)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Jury : Président / Présidente : Laurence Grimaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sami Lakhdar, Giovanni Poli, Samir Messaoudi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sami Lakhdar, Giovanni Poli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réactions chimiques -- Mécanismes

Dioxyde de soufre

Catalyse

Mots clés libres

SO₂

Catalyse

Mécanismes réactionnels

Calculs DFT

SO₂

Catalysis

Reaction mechanisms

DFT computations

Résumé

Produit notamment lors de la combustion de ressources fossiles carbonées contenant des impuretés soufrées, le dioxyde de soufre (SO₂) est l’un des polluants majeurs de notre atmosphère. Toxique à la fois pour l’homme et pour l’environnement, sa conversion représente donc un enjeu majeur. De fait, son utilisation en tant que source de soufre pour la chimie fine revêt un triple intérêt : économique, sanitaire et écologique. Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à la formation de sulfones à partir de SO₂, et ce grâce à l’usage de catalyseurs métalliques et d’organosilanes, composés nucléophiles doux, non toxiques et peu coûteux. Nous avons également étudié l’interaction entre le SO₂ et des paires de Lewis frustrées, ouvrant la voie à des réactions organocatalysées de valorisation du SO₂. Le développement de tels processus nécessite une compréhension détaillée de la réactivité du SO₂ et des mécanismes réactionnels d’activation et de transformation de ce gaz. Ainsi, une attention particulière a été apportée à l’étude du fonctionnement de ces réactions.

Notably produced during the combustion of fossil carbon resources including sulfur impurities, sulfur dioxide (SO₂) is one of the major pollutants in our atmosphere. Toxic for both humans and the environment, its conversion represents thus a major challenge. Indeed, its use as a source of sulfur for fine chemicals offers a triple benefit : economic, health and ecological. With this in mind, we took an interest in the formation of sulfones from SO₂, through the use of metallic catalysts and organosilanes, which are mild, non-toxic and inexpensive nucleophilic compounds. We also studied the interaction between SO₂ and frustrated Lewis pairs paving the way for organocatalyzed SO₂ value-adding reactions. The development of such processes requires a detailed understanding of SO₂ reactivity and of mechanisms of activation and transformation of this gas. Therefore, a particular attention has been paid to the study of these reactions operating modes.