Polymères à UCST à base de Pillararènes pour la catalyse supramoléculaire – UPPERCUT

De nos jours, l’un des principaux enjeux de la catalyse est d’explorer de nouvelles voies afin de trouver des procédés respectueux de l’environnement. Dans ce contexte, les catalyses en phase aqueuse biphasique et nanohétérogène connaissent un essor considérable car elles permettent d’obtenir de bons rendements et de bonnes sélectivités en utilisant uniquement l’eau comme solvant, accompagnée éventuellement d’additifs ou d’agents stabilisants (récepteurs supramoléculaires). Malheureusement, leur développement nécessite des processus de recyclage parfois complexes et coûteux (extraction, centrifugation respectivement), ce qui est un frein évident pour leur développement en industrie.
L’objectif de ce projet vise à simplifier ces processus de recyclage tout en augmentant la robustesse des espèces catalytiques par l’ajout de polymères supramoléculaires multifonctionnels et thermosensibles. Dans ce projet, la stratégie adoptée sera de combiner les capacités de reconnaissance moléculaire des Pillararènes avec les propriétés des polymères thermosensibles présentant une UCST (Upper Critical Solution Temperature). Les polymères à UCST sont des polymères thermosensibles parfaitement solubles dans un solvant au-dessus d’une température (UCST) et insolubles en dessous de celle-ci. De leur côté, les Pillararènes sont une nouvelle catégorie de récepteurs supramoléculaires formés d’unités hydroquinones et pouvant complexer de façon efficace des chaines alkyles ou des molécules pauvres en électrons. La combinaison unique des Pillararènes et des polymères à UCST pourra permettre, à la fois, de conserver de bonnes activités catalytiques et de précipiter les espèces catalytiques au sein d’une matrice polymère solide afin de simplifier leur processus de recyclage à une simple filtration. Ce projet se situe donc à l’interface entre la chimie supramoléculaire, la catalyse et les matériaux stimulables.
Contrairement à l’état de l’art, qui ne montre uniquement que des études sur l’amélioration des résultats catalytiques (conversions et sélectivités), le projet UPPERCUT est la première étude traitant de l’amélioration des processus de recyclage des catalyses homogène biphasique et nanohétérogène. Ainsi, associer les Pillararènes à des polymères présentant une UCST (en tant qu’additifs pour la catalyse en phase aqueuse) est une idée clairement novatrice.
Le projet ANR JCJC UPPERCUT pourra permettre de créer un nouvel axe de recherche (polymères multistimulables pour les applications en catalyse) dans le laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Polymères (ISP) de l’UMET (UMR CNRS 8207) qui s’intégrera parfaitement aux autres axes actuellement explorés.