Développement de polyesters aromatiques biosourcés par catalyse enzymatique

Development of biobased aromatic polyesters through enzymatic catalysis

• Auteur / Autrice : Alfred Bazin
• Direction : Éric Pollet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des polymères - chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Loïc Jierry
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Humeau-Virot, Frédéric Peruch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Enzymes

Polymères biosourcés

Synthèse (chimie)

Polyesters

Mots clés libres

Polyesters

Polymérisation enzymatique

Biosourcé

Furane

Acide férulique

Acide caféique

Cycloaddition

Polyesters

Enzymatic polymerisation

Biobased

Furan

Ferulic acid

Caffeic acid

Cycloaddition

Résumé

Le développement de polyesters aromatiques biosourcés via des procédés répondant aux principes de la chimie verte est aujourd’hui au cœur des préoccupations. Pour cela la catalyse enzymatique représente une voie très prometteuse. Néanmoins, la synthèse enzymatique de polyesters à partir de synthons aromatiques biosourcés reste encore peu développée. Dans un premier temps, la polymérisation enzymatique d’un diester de furane a donc été étudiée et a montré l’impact du solvant sur la réactivité du substrat et sur les propriétés du polyester obtenu. L’étude de la polymérisation enzymatique de synthons phénoliques a ensuite démontré la possibilité d’obtenir des polyesters de hautes masses molaires aux propriétés thermiques améliorées à partir de dérivés de l’acide férulique moyennant leur modification par hydrogénation, réduction ou photo-dimérisation. Enfin, la sélectivité de la catalyse enzymatique a été mise à profit pour la synthèse de polyesters issus de dérivés d’acide caféique présentant des propriétés de photo-réticulation réversible, ouvrant la voie vers l’obtention de polyesters aromatiques biosourcés aux propriétés innovantes.

The development of biobased aromatic polyesters via processes in accordance with the principles of green chemistry is nowadays at the heart of the concerns. However, the enzymatic synthesis of polyesters from biobased aromatic building blocks is still a challenge. In a first step, the enzymatic polymerization of a furan-based diester was thus studied and showed the impact of the solvent on the reactivity of the substrate and on the properties of the obtained polyester. The study of the enzymatic polymerization of phenolic compounds then demonstrated the possibility of obtaining high molar mass polyesters with improved thermal properties from ferulic acid derivatives through their modification by hydrogenation, reduction or photodimerization. Finally, the selectivity of enzymatic catalysis was exploited on caffeic acid derivatives to synthesize polyesters with reversible photo-crosslinking properties, paving the way to the elaboration of biobased aromatic polyesters with innovative properties.