Synthèse et caractérisation des propriétés de dérivés amphiphiles de xanthane obtenus par voie verte de greffage

Synthesis and properties characterization of amphiphilic xanthan derivatives obtained under green grafting

• Auteur / Autrice : Mira Abou dib
• Direction : Michel Grisel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 14/12/2022
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Recherche en Chimie Organique et Macromoléculaire (Le Havre, Seine-Maritime ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean- François Stumbe
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Desbrières, Florence Agnely, Audrey Manière, Ecaterina Gore
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Desbrières, Florence Agnely

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie verte

Polymères -- Rhéologie

Viscosité

Polysaccharides

Mots clés libres

Xanthane

Polysaccharide amphiphile

Viscosité intrinsèque

Modification chimique

Conditions vertes

Comportement rhéologique

Xanthan

Amphiphilic polysaccharide

Intrinsic viscosity

Stable emulsion

Résumé

Les polysaccharides sont largement exploités dans de nombreux secteurs, notamment pharmaceutique, alimentaire et cosmétique. Cet engouement s’explique par plusieurs atouts : disponibilité, biodégradabilité, non-toxicité, faible coût, ainsi qu’une aptitude à la modification chimique qui leur permet d’acquérir de propriétés physicochimiques inédites. Le xanthane constitue l’un de ces biopolymères les plus connus en raison de son effet épaississant et viscosifiant dans les dispersions. Cependant il présente des propriétés interfaciales faibles. Ainsi, le greffage de chaînons hydrophobes sur le squelette hydrophile du xanthane lui confère des propriétés émulsionnantes et interfaciales ; il peut ainsi remplacer les tensioactifs conventionnels controversés du fait de leurs impacts toxicologique et environnemental néfastes. La plupart des réactions de greffage du xanthane sont décrites dans la littérature sont effectuées dans des conditions polluantes et peu écologiques.Le but de ce projet de thèse est de développer et optimiser un protocole de greffage du xanthane dans des conditions respectueuse des principes de la chimie verte et durable. Les dérivés amphiphiles obtenues présentent d’une part des propriétés physicochimiques, intrinsèques et rhéologiques particulières et d’autre part des propriétés interfaciales qui leur permettent de stabiliser des émulsions E/H sans l’ajout de tensioactifs moléculaires.

Polysaccharides are widely used in many industrial areas such as pharmaceuticals, foods and cosmetics due to their availability, low cost, biodegradability, non-toxicity and functional properties. Among them, xanthan is well known for its outstanding thickening and viscosifying capacities that can lead to dispersions stabilization. However, xanthan owns poor interfacial properties that prevents it to stabilize dispersions without adding conventional surfactants, these latter being controversial because of their harmful toxicological and environmental impacts. To overcome these problems, intensive researches have been devoted to the chemical modification of polysaccharides, including xanthan, to increase their physicochemical potentialities mainly as amphiphilic biopolymers that may combine texture and interfacial properties, thus allowing formulation without classical surfactants. Most of the modification reactions described in the literature on xanthan are carried out under polluting and environmentally-unfriendly conditions.The aim of this thesis project was to develop an optimized modification protocol of xanthan following the principles of green and sustainable chemistry. The amphiphilic derivatives behave on the one hand particular physicochemical, intrinsic and rheological properties and on the other hand unprecedented interfacial properties which allow them to stabilize O/W emulsions without the addition of low molecular weight surfactants.