Catalyse en flux continu assistée par mécanochimie dans des solvants verts

Mechanochemistry-assisted continuous catalysis in green solvent

• Auteur / Autrice : Qing Liu
• Direction : Christophe Len, Carlo Adamo
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Moléculaire
• Date : Inscription en doctorat le 27/10/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris Centre
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institute of Chemistry for Life and Health Sciences
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Catalyse, Synthèse de Biomolécules et Développement Durable (CSB2D)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Chimie ParisTech / École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP)

Mots clés

Mots clés libres

Chimie verte

Catalyse

Solvant vert

Mécanochimie

Flux continu

Green chemistry

Catalysis

Green solvent

Mechanochemistry

Continuous flow

Résumé

L'épuisement rapide des ressources non renouvelables et l'effet de serre ont conduit à des problèmes environnementaux mondiaux ayant un impact négatif sur la qualité de la vie humaine. Dans ce contexte d'urgence, la recherche de nouvelles stratégies plus vertes et de ressources alternatives pour le développement durable s'est intensifiée au sein de la communauté scientifique et au niveau du citoyen. Afin de créer des processus durables dans le domaine de la chimie et de l'ingénierie vertes, des processus d'intensification alternatifs (flux continu, broyage à billes et flux continu assisté par la mécanochimie) et des solvants verts ont été explorés. Dans ce contexte, le développement de la catalyse pour la production de produits chimiques de grande valeur dans un solvant vert sera étudié pour la première fois dans un équipement à flux continu assisté par la mécanochimie comme plateforme de réaction à haut débit. En outre, les interactions supramoléculaires entre les solvants, les réactifs et les catalyseurs seront explorées afin d'identifier clairement l'effet synergique de ce nouveau procédé. Le mécanisme sera ensuite étudié à l'aide d'une approche moderne de modélisation basée sur la théorie de la fonction de la densité, dans le but de mieux comprendre le mécanisme de réaction dans son ensemble et de donner quelques indications sur l'optimisation du processus.

The rapid depletion of non-renewable resources and the greenhouse effect have led to global environmental problems with an adverse impact on the quality of human life. In this urgent context, the search for new and greener strategies and alternative resources for the sustainable development has intensified within the scientific community and at the level of the citizen. In order to create sustainable processes in green chemistry and engineering, alternative intensification processes (continuous flow, ball-milling and mechanochemistry-assisted continuous flow) and green solvent have been explored. In this context, the development of catalysis for the production of high-value chemicals in a designed green solvent will be studied in a mechanochemistry-assisted continuous flow equipment as a high-throughput reaction platform for the first time. Moreover, the supramolecular interactions between solvents, reagents and catalysts will be explored to clearly identify the synergetic effect of this new process. Insights on the mechanism will be then gained using modern modeling approach based on Density Functional Theory, with the aim to gain insights on the whole reaction mechanism and to give some indications on the process optimization.