Elaboration de solides nanostructurés basiques à base de magnésium ou de terres rares pour la synthèse sélective d' esters de phytostérols
par Saúl Robles Manuel
Thèse de doctorat en Chimie appliquée
Sous la direction de Joël Barrault et de Sabine Valange.
Soutenue en 2008
à Poitiers , en partenariat avec École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers) (autre partenaire) .
mots clés-
Résumé
Les esters de phytostérols sont des composés recherchés et utiles dans l'industrie alimentaire et cosmétique, pouvant être synthétisés par transestérification de stérols. L'objectif principal de ce travail consiste donc en la préparation de catalyseurs solides ayant des sites actifs adaptés à la synthèse sélective d'esters de phytostérols. Pour celà, des solides tels que:MgO, La2O3-Al2O3 et MgO-Al2O3, ont été préparés par des méthodes de chimie douce. La voie sol-gel a permis d'obtenir des catalyseurs à caractère mésoporeux. Des méthodes de dispersion du "La ou Mg" ont été également étudiées afin de ne pas modifier la surface du support. En outre et c'est l'une des premières fois, la décomposition des différents précurseurs au contact des supports utilisés (Al2O3 ou Al(OH)3) a été examinée (ATD-ATG, DRX, MS). A partir de ces travaux il apparaît que des catalyseurs permettent d'augmenter l'activité initiale et la sélectivité en esters de phytostérols lorsque les résultats sont comparés à ceux de catalyseurs usuels. Ces catalyseurs sont stables, facilement recyclables et réutilisables, conservant donc leurs propriétés catalytiques. L'utilisation de Mg(CH3COO)2 (précurseur) et d'Al2O3 sol-gel (support) a tout particulièrement permis d'obtenir des sites appropriés à la mise en oeuvre de la réaction. Ces propriétés spécifiques résultent de la formation de carbonates superficiels aussi bien pour des catalyseurs à base d'éléments de terres rares que pour des catalyseurs à base de magnésium comportant des entités basiques "MgO" nanodispersées. Ces hypothèses ont été formulées à partir d'un ensemble de caractérisations physicochimiques et de l'adsorption de molécules sondes comme le propyne suivie par spectroscopie infrarouge.
-
Résumé
Phytosterols esters are useful compounds for food and cosmetics applications, which can be synthesized by transesterification of sterols. The main objective of this work consists in the preparation of solid catalysts with accurate active sites for selective synthesis of phytosterol esters. Some materials such as: MgO, La2O3-Al2O3 and MgO-Al2O3 were here prepared via soft chemistry methods. From a sol-gel process, mesoporous-like structures were obtained. Some dispersion procedures of "La or Mg" were also studied in order to avoid the surface modification of the supports. The decomposition of precursors in presence of various supports used in the study (Al2O3 or Al(OH)3) were examined (TGA-DTA, XRD, MS) and it is one of the first time that such studies are performed. From this work, it appears that some catalysts increase the initial activity and the phytosterols ester selectivity compared with those of some casual catalysts. These catalysts are stable, easily recycled and reusable, without any changes of the catalytic properties. From Mg(CH3COO)2 (precursor) and Al2O3 sol-gel (support) suitable sites were obtained. Such specific properties may result of surface carbonates formation over both rare earth based catalysts and nanodispersed basic entities (i. E "MgO"). These assumptions were mainly issued from physico-chemical characterization and probe molecules adsorption (progyne) followed by infrared spectroscopy.
