Nanoparticules métalliques en milieu glycérol : un catalyseur unique pour des procédés multi-étapes

par Faouzi Chahdoura

Thèse de doctorat en Chimie organométallique et de coordination

Sous la direction de Montserrat Gomez .

Soutenue en 2014

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Dans le souci actuel lié à la conception de procédés " propres ", le choix des solvants représente un important défi d'un point de vue économique et environnemental (le marché mondial des solvants devrait atteindre environ 20 millions de tonnes d'ici 2015). En conséquence, la conception de solvants verts devient crucial pour l'industrie chimique ; ils résultent des principaux critères suivants : i) l'utilisation de matières premières renouvelables, ii) la faible émission de COV, iii) une faible inflammabilité et iv) la compatibilité des groupes fonctionnels. Dans ce contexte, le glycérol représente un solvant innovant en provenance de la biomasse et est obtenu en quantités élevées comme sous-produit de la production de biodiesel. Son faible coût, sa non-toxicité, son haut point d'ébullition, sa pression de vapeur négligeable, sa capacité de solubilisation de composés organiques et inorganiques, ainsi que sa faible miscibilité avec les autres solvants organiques constituent des propriétés particulièrement intéressantes pour les applications en catalyse. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la conception de nouveaux systèmes catalytiques en milieu glycérol à base de nanoparticules métalliques (nanoparticules de palladium et d'oxyde de cuivre(I)) et également à base de complexes organométalliques homogènes, notamment des catalyseurs de rhodium. Ces systèmes se sont révélés efficaces pour différentes réactions telles que les couplages C-C et C-hétéroatome, l'hydrogénation, la réaction de Huisgen 1,3-dipolaire, la carbocyclisation ou d'hydroaminométhylation, pouvant être recyclés plus de 10 fois sans perte d'activité, ni de sélectivité. Des processus tandem et séquentiels ont pu être également développés pour la synthèse d'hétérocycles.

  • Titre traduit

    Metallic nanoparticles in glycerol : a unique catalysis for multi-step processes


  • Résumé

    In the current concern related to the design of eco-friendly processes, solvents represent key matter from economical and environmental point of view (global solvents market is expected to reach 20 million tones by 2015). As a result, the use of green solvents is crucial for the chemical industry, they result from the following main criteria: i) use of renewable raw materials, ii) low VOC emissions, iii) low flammability and iv) compatibility of functional groups. In this context, glycerol is an innovative solvent from biomass and generated in high quantities as a byproduct in the biofuel production. Its low cost, non-toxicity, high boiling point, a negligible vapor pressure, ability to solubilize organic and inorganic compounds, as well as its low miscibility with other organic solvents are remarkable properties to be particularly interesting for applications in catalysis. In this thesis, we were interested in the design of new catalytic systems based on metallic nanoparticles in glycerol (palladium and copper (I) oxide nanoparticles), and also homogeneous organometallic complexes, mainly rhodium catalysts. These systems find applications in various metal-catalyzed processes such as C-C and C- heteroatom couplings, hydrogenations, 1,3-dipolar Huisgen reactions, carbocyclisations and hydroaminométhylation reactions. The glycerol catalytic phases could be recycled more than 10 times without loss of activity or selectivity. Tandem and sequential processes could also be developed for the synthesis of heterocyclic compounds.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (341 p.)
  • Annexes : Références bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2014 TOU3 0007
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