Désespérément à la recherche des espèces catalytiques dans la réaction Suzuki-Miyaura
Auteur / Autrice : | Amine Bourouina |
Direction : | Claude de Bellefon, Valérie Meille |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Procédés |
Date : | Soutenance le 28/11/2019 |
Etablissement(s) : | Lyon |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....) |
Laboratoire : Laboratoire de Génie des Procédés Catalytiques (CPE) | |
Jury : | Président / Présidente : Rosaria Ferrigno |
Examinateurs / Examinatrices : Claude de Bellefon, Valérie Meille, Laurent Djakovitch, Emmanuelle Schulz, Jean-Noël Tourvieille | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Riant, King Kuok Mimi Hii |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L’état de l’art montre que l’utilisation de Pd supporté sans ligand est une idée séduisante car elle permet d’éviter les problèmes liés à la présence des ligands potentiellement coûteux et toxiques, et également de récupérer plus facilement le catalyseur en fin de réaction. Ainsi, il est plus aisé de respecter la réglementation fixant la teneur maximale de Pd dans les principes actifs pharmaceutiques (IPA) à une concentration inférieure à 10 ppm. Cependant, la présence des espèces (moléculaires ou nanoparticules) de Pd en solution lors de l’utilisation de catalyseurs solides a créé un débat important dans la bibliographie sur la vraie nature de la catalyse, hétérogène à la surface du Pd supporté ou homogène par l’intermédiaire d'espèces en solution. Dans ce travail la réaction de Suzuki-Miyaura (SM) a été choisie comme réaction cible. En absence d’étude cinétique globale dans la bibliographie une étude cinétique a été effectuée avec un catalyseur moléculaire afin d’obtenir une loi mécanistique qui représente la partie homogène de la réaction. Un test innovant a été proposé afin de bien distinguer entre les contributions homogène et hétérogène et de déterminer par la suite la nature des espèces qui catalysent la réaction. Ce test a été appliqué dans la réaction de différents iodo, bromo, et chloro aryles en utilisant plusieurs catalyseurs supportés tout en variant la nature du support et l’état d’oxydation du Pd (Pd(0) et Pd(II)) dans le précurseur initial. Enfin, un modèle de réacteur a permis de démontrer que pour le même iodoaryle, peu importe la nature du solide, le Pd supporté semble relarguer les mêmes espèces actives en solution qui catalysent la réaction SM avec des activités initiales de l’ordre de 500 000 h-1. Le « split flow reactor » est un nouveau test très simple à utiliser qui, accompagné de techniques d’analyses en ligne, peut permettre de suivre l’évolution des espèces catalytiques en temps réel, et d’étudier d’autres systèmes chimiques