Valorisation de l'acide itaconique, un synthon dérivé de la biomasse, vers des monomères et polymères à motif pyrrolidone fonctionnalisée

Valorization of itaconic acid, a building block derived from biomass, for the synthesis of monomers and polymers with functionalized pyrrolidone motifs

• Auteur / Autrice : Saskia Mamzed
• Direction : Charles Portella
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amidons

Polycondensation

Polyaddition

Pyrrolidones

Mots clés libres

Acide itaconique, Polymérisation radicalaire, N-vinylpyrrolidone, Poly(butylène succinate)

Résumé

L’acide itaconique (AI), produit par fermentation des hexoses, est un synthon renouvelable intéressant, présentant la double fonctionnalité acrylique et diacide. Notamment, il réagit avec les amines primaires pour donner des pyrrolidones fonctionnalisées en position 4 par un groupement carboxyle ou, partant du diester méthylique, par un groupement méthoxycarbonyle. L’objectif de cette thèse a consisté à synthétiser des monomères à motifs pyrrolidones pour les engager dans des polymérisations radicalaires ou des polycondensations. La 4-méthoxycarbonyl-1-vinylpyrrolidone (MCVP) a été synthétisée. Sa polymérisation et sa copolymérisation avec divers co-monomères, par voie radicalaire amorcée thermiquement ou photochimiquement, ont été étudiées. Les polymères obtenus sont solubles dans des solvants polaires, et leurs propriétés peuvent être modulées par aminolyse de la fonction carboxylique. Notamment des polymères amphiphiles ont été obtenus et peurs propriétés physico-chimiques mesurées. La condensation de l’AI avec des diamines a permis d’accéder à des diacide de type bis(pyrrolidones) avec des espaceurs variables, qui ont été engagées dans des polycondensations avec des diols ou des diamines. Divers polycondensats ont ainsi été étudiés et considérés comme compatibilisants susceptibles d’améliorer les propriétés d’alliages amidon plastifié (TPS)/ poly(butylène succincte) (PBS)

Itaconic acid, produced by fermentation from hexoses, is an interesting renewable building block presenting the double functionality of an acrylic-and a dicarbonic organic acid. Thus, itaconic acid reacts with primary amines in a Michael addition-cyclocondensation sequence to give pyrrolidones functionalized in the 4-position. The aim of this work is to synthesize monomers with pyrrolidone motifs, which will undergo radical polymerization reactions and polycondensation. The 4-methoxycarbonyle-1-vinylpyrroldione (MCVP) has been synthesized. Its radical polymerization and copolymerization with different comonomers, by thermal or photochemical initiation in solution has been studied. The obtained polymers are soluble in polar solvents and their properties could be modulated by aminolysis of the carboxylic function. By condensation of itaconic acid with diamines we obtained bis(pyrroldione)-type diacids with alkylidene spacers of variable size. Those have been used in polycondensation reactions with various diamines and diols. Diverse polycondensates have been studied as potential compatibilizer of plasticized starch (TPS) and poly-butylene succinate (PBS)