Etude de nouvelles méthodes d'accès aux isocyanates et uréthanes par voie radicalaire

par Margaux Badufle

Projet de thèse en Chimie Organique

Sous la direction de Yannick Landais et de Frédéric Robert.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques , en partenariat avec Institut des Sciences Moléculaires (laboratoire) et de Synthèse organique et substances naturelles (ORGA) (equipe de recherche) depuis le 11-01-2021 .


  • Résumé

    Ce programme de recherche a pour objectif le développement de nouvelles méthodes d'accès aux isocyanates et à leurs dérivés, les uréthanes et polyuréthanes (PU), à partir de matières premières bon marché, notamment bio-sourcées. Les PU sont des polymères de commodité préparés industriellement par addition de polyols sur des polyisocyanates. Ces derniers étant cancérigènes et accessibles à partir du phosgène, hautement toxique, de nouvelles voies d'accès aux PU doivent être envisagées, lesquelles feront également appel à l'utilisation de précurseurs bio-sourcés au lieu des matières premières d'origine fossile habituellement utilisées. Ce projet de synthèse d'isocyanates est basé sur l'utilisation de précurseurs simples et aisément disponibles, tels que les amines et les composés hydrocarbonés et implique des processus d'activation, préférentiellement sans-métaux, tels que la photocatalyse sous lumière visible, rouge et proche infra-rouge. Le projet sera organisé autour de 2 taches principales. La première concernera une nouvelle méthode d'accès aux isocyanates à l'aide d'acides oxamiques, générés à partir des amines correspondantes. Une deuxième tâche aura pour objectif l'activation de liaisons C-H par photocatalyse et l'incorporation de la fonction NCO (isocyanate) sur le squelette carboné d'alcanes, ou plus généralement de molécules peu fonctionnalisées. Dans chacune de ces tâches la transformation sera mise au point sur des substrats modèles simples, puis étendue à des molécules d'origine naturelle.

  • Titre traduit

    Study of new methods of access to isocyanates and urethanes using free radicals


  • Résumé

    The aim of this research program is to develop new methods of access to isocyanates and their derivatives, urethanes and polyurethanes (PU), from cheap raw materials, particularly bio-sourced ones. PU are commodity polymers prepared industrially by adding polyols to polyisocyanates. As the latter are carcinogenic and accessible from phosgene, which is highly toxic, new ways of accessing PU must be envisaged, which will also involve the use of bio-sourced precursors instead of the raw materials of fossil origin usually used. This isocyanate synthesis project is based on the use of simple and readily available precursors, such as amines and hydrocarbon compounds, and involves activation processes, preferably metal-free, such as photocatalysis under visible, red and near infrared light. The project will be organised around 2 main tasks. The first will concern a new method of accessing isocyanates using oxamic acids, generated from the corresponding amines. A second task will aim to activate C-H bonds by photocatalysis and incorporate the NCO (isocyanate) function into the carbon skeleton of alkanes, or more generally molecules with little functionality. In each of these tasks, the transformation will be developed on simple model substrates, then extended to molecules of natural origin.