Apport des alginates aux phases liquide ionique supportées : applications en catalyse organométallique

par Nathalie Clousier

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Annie-Claude Gaumont et de Isabelle Dez.

Soutenue en 2013

à Caen .

mots clés

• Chimie organométallique
• Biopolymères
• Catalyse hétérogène
• Alginates
• Chitosane
• Liquides ioniques
• Matériaux poreux
• Métathèse (chimie)

Résumé

Ce travail est consacré à l’exploitation de deux polysaccharides marins, le chitosane et les alginates, comme support pour la mise au point de matériaux catalytiques à base de phases liquide ionique supportées. Des billes poreuses de chitosane ou d’alginates de porosité et de fonctionnalité variées ont été élaborées et caractérisées par analyse de leur texture, de leur surface spécifique, de leur volume poreux et de leur affinité vis-à-vis du liquide ionique. Le liquide ionique dans lequel le catalyseur est dissous a ensuite été immobilisé sur les billes de biopolymère par simple physisorption. Les matériaux catalytiques à base de chitosane ou d’alginates ainsi obtenus, appelés BioSILP, ont été appliqués à deux grandes réactions catalytiques : la réaction de substitution allylique palladocatalysée et la réaction de métathèse catalysée par un catalyseur à base de ruthénium. L’activité et la stabilité de ces matériaux catalytiques ont ensuite été évaluées dans ces deux réactions. Ces matériaux catalytiques se sont avérés compatibles avec ces réactions et, par modification de différents paramètres d’élaboration des matériaux BioSILP et analyse de leurs performances catalytiques, les principaux critères influant l’activité catalytique et la recyclabilité du matériau ont été mis en évidence.

Titre traduit

Contribution of alginates to supported ionic liquid phases : applications to organometallic catalysis

Résumé

This work deals with the application of two marine polysaccharides, chitosan and alginates, as support in supported ionic liquid phases chemistry. Biopolymer beads with various porosities and functionalities were prepared from chitosan and alginate and characterized by analysis of their texture, their specific surface area, their porous volume and their ability to adsorb the ionic liquid. Ionic liquid containing the dissolved catalyst was immobilized on the biopolymer beads by simple physisorption. Catalytic materials based on chitosan or alginates and named BioSILP were applied to two well known catalytic reactions: the palladium catalyzed allylic substitution and the ruthenium catalyzed metathesis reaction. Activity and stability of these catalytic materials were then evaluated. Catalytic materials proved to be compatible with these catalytic reactions and by changing various parameters in the preparation of BioSILP materials and studying their catalytic performance, the main criteria affecting the catalytic activity and recyclability of the material were highlighted.