Fonctionnalisations catalytiques de la lignine Kraft

Catalytic functionalizations of kraft lignin

• Auteur / Autrice : Clément Dumont
• Direction : Mathieu Sauthier, Frédéric Belva
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance le 31/10/2018
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide

Mots clés

Mots clés contrôlés

Allylation

Carbonylation

Butadiène

Catalyseurs au palladium

Catalyse homogène

Chimie organométallique

Biomasse

Polyphénols végétaux

Fonctionnalisation chimique

Chimie

Lignine

Mots clés libres

Télomérisation

Résumé

Les bioraffineries lignocellulosiques sont en plein essor car elles offrent des alternatives innovantes et économiquement viables aux produits issus des industries pétrolières. La lignine, un des trois constituants majoritaires de la structure cellulaire végétale, pose des problématiques de valorisation en raison de sa structure complexe et diversifiée. Ce biopolymère, constitué de polyphénols, représente pourtant la plus grande ressource naturelle et renouvelable de molécules aromatiques. De nombreuses recherches visent à fonctionnaliser cette lignine pour en améliorer ses propriétés. La très grande majorité des modifications de la lignine présente l’inconvénient de générer des sels et sous-produits en quantités stœchiométriques. Des méthodes de fonctionnalisation plus propres sont donc recherchées. Ce manuscrit de thèse présente de nouvelles méthodes de greffage catalytiques s’appuyant sur l’utilisation de butadiène, monoxyde de carbone et alcool allylique comme réactifs d’alkylation/acylation propres. Ces fonctionnalisations influent significativement sur les propriétés physico-chimiques de la lignine. De plus l’insertion d’insaturations au sein de la lignine ouvre de nouvelles voies de fonctionnalisation et de réticulation pour la synthèse de nouveaux matériaux biosourcés.

Lignocellulosic biorefineries are rapidely developing as they offer alternatives to petroleum industries’s products. Lignin, one of the three main constituent of plant cell, is hardly valorized due to its complex and diversified structure. This biopolymer, made of polyphenols, is the largest natural and renewable resource of aromatic molecules. Many researches aim at functionalizing lignin in order to improve its properties. Most of lignin modifications have the disadvantage of generating salts and by-products in stoichiometric amounts. Cleaner functionalization methods are consequently needed. This thesis manuscript presents new catalytic grafting methods based on the use of butadiene, carbon monoxide and allylic alcohol as clean, efficient and economic alkylation/acylation reagents. These functionalizations have a significant impact on the physicochemical properties of lignin. In addition, the presence of new unsaturations in the material opens the way to further functionalization and crosslinking pathways.