Transformation sélective du lactose par oxydation électrocatalytique en milieu aqueux

par Hélène Druliolle

Thèse de doctorat en Chimie appliquée

Sous la direction de BERNARD BEDEN.

Soutenue en 1997

à Poitiers .

mots clés

• Électrolyse
• Spectroscopie de masse
• Fourier, Spectroscopie infrarouge à transformée de
• Cinétique chimique
• Polarimétrie
• Électrocatalyse

Résumé

Le lactose est le seul disaccharide present dans le lait et malgre ses nombreuses applications il reste un produit sous utilise. De ce fait, il apparait interessant d'etudier sa transformation selective par voie electrocatalytique (oxydation ou reduction) de facon a obtenir des derives pouvant etre employes dans l'industrie alimentaire ou pharmaceutique. Ce travail concerne essentiellement l'oxydation electrochimique du lactose. Afin de definir le milieu electrolytique dans lequel le lactose est suffisamment stable pour realiser des electrolyses prolongees, sa mutarotation a ete suivie par polarimetrie au cours du temps dans differents milieux aqueux. Le tampon carbonate est le plus adapte, et le couplage polarimetrie-voltammetrie cyclique a permis de montrer que l'anomere -lactose est la forme moleculaire la plus electroreactive dans ce milieu electrolytique. Les differentes electrolyses du lactose ont ete realisees a potentiel programme controle sur des electrodes d'or ou de platine modifie par depot en sous tension d'adatomes metalliques (pb, tl, bi). Les analyses des solutions electrolytiques par chromatographie liquide ionique a haute performance (clihp) ont montre que le lactobionate est toujours le produit majoritaire de l'electrooxydation du lactose. Il a ensuite ete caracterise par rmn #1#3c. Le taux de conversion du lactose (proche de 100%) et la selectivite en lactobionate (95%) dependent de divers facteurs tels que la nature de l'electrode et le potentiel d'oxydation applique. Par ailleurs, il a ete montre que sur pt-pb, la reaction est d'ordre 1 en lactose. D'autres produits de reaction (l'acide ceto-2-lactobionique, les diacides 1,6 et 1,6' du lactose) qui resultent de l'oxydation ulterieure de l'acide lactobionique ont pu etre identifies par cg-sm. L'etude in situ par spectroscopie infrarouge de reflexion a permis de proposer des mecanismes reactionnels et de mettre en evidence la presence d'un intermediaire de type lactone a bas potentiel lorsqu'une electrode deplatine est utilisee

Titre traduit

Selective transformation of lactose by electrocatalytic oxidation in aqueous medium

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