Catalyse multiphasique en flux avec des nanoreacteurs polymère – FlowNanoCat

La prise de conscience par la société de la notion de développement durable a conduit les chimistes à écrire les 12 principes de la chimie verte. Dans cette approche durable de la chimie, la catalyse, occupe une place de choix. Bien que la catalyse hétérogène soit plus largement développée dans l'industrie, la catalyse homogène reste attractive en termes d'efficacité (activité et sélectivité), notamment pour la pharmacie ou la chimie fine, mais présente l’inconvénient de ne pas permettre un recyclage simple des catalyseurs souvent onéreux. Parmi les solutions envisagées, la catalyse biphasique (le catalyseur est dans une phase liquide, les réactifs et les produits dans l’autre) est particulièrement attrayante car elle permet d’isoler le catalyseur par simple décantation. Dans ce contexte, l’utilisation de l’eau en catalyse micellaire est une solution séduisante. Nous avons récemment proposé une stratégie originale en créant des “micelles covalentes” (nanoréacteurs à cœur-coquille polymère), dispersées dans l'eau. Elles sont constituées d'une enveloppe hydrophile permettant leur confinement de l'eau et d'un noyau hydrophobe accueillant le catalyseur greffé.

Notre projet vise deux objectifs complémentaires. Le premier consiste à optimiser la structure de ces nanoréacteurs pour permettre l'hétérogénéisation d'un large éventail de réactions catalytiques grâce à un cœur et une coquille soigneusement conçue pour pouvoir greffer une large gamme de catalyseurs. Le second enjeu est de transposer la réaction en flux continu, permettant ainsi un transfert industriel plus aisé.

L'objectif final est de concevoir un outil performant, permettant de transposer un large éventail de réactions de catalyse homogène en batch dans des conditions de flux continu, pour accéder à une chimie plus verte. Il s'agit sujet ambitieux, à la croisée de la chimie moléculaire, des polymères et du génie des procédés qui sont l'expertise des trois partenaires impliqués dans le projet.