Hydrogénation sélective ou compétitive de nitriles par voie catalytique

par Christophe Poupin

Thèse de doctorat en Chimie organique, minérale et industrielle

Sous la direction de Laurence Pirault-Roy.

Soutenue en 2011

à Poitiers .


  • Résumé

    Largement utilisées dans l'industrie sous forme de solvants, d'intermédiaires réactionnels ou bien synthétisées pour des usages pharmaceutiques, les amines sont indispensables à la société moderne. Afin d'optimiser les coûts de production, la voie catalytique consistant à hydrogéner des nitriles est de plus en plus développée. L'objectif de ce travail a consisté à approfondir les études en hydrogénation de l'acétonitrile en phase gazeuse. Les résultats montrent qu'un catalyseur sur support acide présente une meilleure activité mais un support basique oriente plus sélectivement vers les amines primaires. L'analyse FTIR en operando de l'adsorption et de l'hydrogénation catalytique de CH3C≡N a permis d'identifier un intermédiaire réactionnel : l'éthènimine (CH2=C=NH). L'hydrogénation de nitriles insaturés a ensuite été étudiée. Dans le cas de l'acrylonitrile, il n'a pas été possible de toujours se placer en régime cinétique. Toutefois, quelques résultats indiquent qu'un catalyseur bimétallique permet de former l'amine insaturée (allylamine). Pour le pentènenitrile, une étude comparative de Ru, Ni, Pt et Rh déposés sur alumine a montré que le Pt et le Rh étaient les plus actifs tandis que le Ni est le plus sélectif envers la pentylamine. L'ajout d'étain ou de germanium par greffage organométallique sur les catalyseurs déposés sur alumine permet d'augmenter l'activité du Pt et oriente la sélectivité vers l'amine tertiaire quel que soit l'ajout. Enfin, l'utilisation de différents supports (Al2O3, TiO2, CeO2, MgO) permet de conclure que l'absence de sites acides favorise la sélectivité en amines.

  • Titre traduit

    Competitive or selective hydrogenation of nitriles by catalytic route


  • Résumé

    Widely used in industry as solvents, reaction intermediates or synthesized for pharmaceutical uses, the amines are essential to modern society. To optimize the cost of production, consisting of catalytically hydrogenated nitrile is more developed. The aim of this study was to further study in the hydrogenation of acetonitrile in the gas phase. The results show that acid supported catalyst exhibits better activity, but a basic support is more selective toward the primary amines. FTIR analysis operando of adsorption and catalytic hydrogenation of CH3C≡N has identified a reaction intermediate: the éthènimine (CH2=C=NH). The hydrogenation of unsaturated nitriles was then studied. In the case of acrylonitrile, it was not always possible to place themselves in kinetic regime. However, some results indicate that a bimetallic catalyst is used to form the unsaturated amine (allylamine). For pentenenitrile, a comparative study of Ru, Ni, Pt and Rh deposited on alumina showed that the Pt and Rh were the most active while Ni is the most selective towards pentylamine. The addition of tin or germanium by grafting organometallic catalysts deposited on alumina increases the activity of Pt and direction selectivity to the tertiary amine, regardless of the addition. Finally, the use of different materials (Al2O3, TiO2, CeO2, MgO) leads to the conclusion that the absence of acid sites promotes the selectivity to amines.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (187 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 98 réf.

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