Oxydation catalytique de la biomasse : oxydation photo-fenton de l’amidon et oxydation de l’hydroxymethylfurfural

Catalytic oxidation of biomass : starch oxidation with photo-Fenton and hydroxymethylfurfural oxidation

• Auteur / Autrice : Caroline Laugel
• Direction : Jean Le Bras
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences - STS
• Date : Soutenance le 05/12/2013
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Moléculaire de Reims (ICMR - UMR 7312 CNRS) (Reims, Marne, 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : François Jerome
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Le Bras, Norbert Hoffmann
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Luc Dubois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydation

Mots clés libres

Oxydation

Polysaccharides

Photo-Fenton

Complexation

Diformylfurane

Hydroxymethylfurane

Oxidation

Polysaccharides

Photo-Fenton

Sequestering

Diformylfuran

Hydroxymethylfuran

Résumé

Des solutions d'acides carboxyliques contenant principalement de l'acide formique sont obtenues par oxydation photo-Fenton des polysaccharides. Une irradiation dans le visible de 60 W sous des conditions douces suffit à fournir des résultats reproductibles. Les produits d'oxydation issus d'amidon de pomme de terre et d'amidon de blé ont montré des capacités de complexation comparables aux solutions commerciales d'acide gluconique et glucuronique.Un système d'oxydation innovant, comprenant des sels d'halogénures et du DMSO, convertit quantitativement le HMF en DFF. Cette méthode permet aussi la transformation one-pot du fructose en DFF avec de bons rendements. Selon l'étude mécanistique, le bromo-HMF serait un intermédiaire réactionnel.

Solutions of carboxylic acids, containing mainly formic acid, are produced under photo-Fenton conditions. Visible irradiation with a 60 W spot is sufficient to provide reproducible results under mild conditions. The oxidation products of potato starch and wheat starch have shown Ca sequestering properties similar to those of gluconic and glucuronic acids.Using halide salts and DMSO, an innovating method has been elaborated for the selective oxidation of HMF to DFF with quantitative yields. The one-pot transformation of fructose to DFF occurs with fair yields. Based on the mechanistic study, Br-HMF would be the reaction intermediate.