Synthèse de catalyseurs au palladium biosourcés et/ou magnétiques et leur utilisation en chimie fine

Synthesis of biosourced and/or magnetic palladium catalysts and their use in fine chemicals

• Auteur / Autrice : Mohamed Enneiymy
• Direction : Claude Le Drian, Jean-Michel Becht
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 13/04/2021
• Etablissement(s) : Mulhouse
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse - Institut de Science des Matériaux de Mulhouse / IS2M

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carbones poreux

Catalyseurs au palladium

Catalyse hétérogène

Chimie organique

Mots clés libres

Chimie organique

Catalyse hétérogène

Palladium

Carbone mésoporeux

Résines naturelles

Organic chemistry

Heterogeneous catalysis

Palladium

Mesoporous carbon

Natural resins

Résumé

La chimie du palladium est une chimie intéressante, très utilisée dans les domaines de la pharmacie ou de l’agrochimie, importants sur le plan industriel qui requièrent la création de nouvelles liaisons carbone-carbone. Les couplages pallado-catalysés font à ce jour partie des outils les plus performants pour créer ces liaisons. Les catalyseurs homogènes (solubles) au palladium habituellement utilisés présentent néanmoins plusieurs inconvénients majeurs : d’une part, ils sont très onéreux et ne peuvent pas être réutilisés (le prix du palladium est actuellement supérieur à 62 k€/kg et les ressources économiquement exploitables au niveau mondial risquent d’être épuisées dans quelques années.), d’autre part, quand bien même le métal noble peut être partiellement récupéré en fin de réaction, il subsiste des traces de palladium dans les rejets et surtout dans les produits, ce qui nécessite des étapes de purification souvent fastidieuses et coûteuses. Par ailleurs, ces catalyseurs comportent des ligands non-récupérables dont les synthèses sont complexes, onéreuses et ont un impact environnemental. Considérations économiques et développement durable incitent donc fortement à remplacer le catalyseur soluble au palladium par un catalyseur hétérogène récupérable facilement et quasi-quantitativement en fin de réaction, et surtout réutilisable à de multiples reprises sans baisse notable d’efficacité. [...]

Palladium chemistry is an interesting chemistry, widely used in the industrially important fields of pharmaceuticals or agrochemicals that require the creation of new carbon-carbon bonds. Palladium-catalyzed couplings are currently among the most efficient tools to create these bonds. However, the homogeneous (soluble) palladium catalysts usually used have several major drawbacks: on the one hand, they are very expensive and cannot be reused (the price of palladium is currently above 62 k€/kg and the economically exploitable resources worldwide are likely to be exhausted in a few years. ), on the other hand, even if the noble metal can be partially recovered at the end of the reaction, traces of palladium remain in the rejects and especially in the products, which requires purification steps that are often tedious and costly. Furthermore, these catalysts contain irrecoverable ligands whose synthesis is complex, expensive and has an environmental impact. Economic considerations and sustainable development therefore strongly encourage the replacement of the soluble palladium catalyst by a heterogeneous catalyst that can be easily and almost quantitatively recovered at the end of the reaction and, above all, reused many times without any noticeable drop in efficiency. [...]