Les formamides comme substituts des isocyanates pour la synthèse de polyuréthanes – FORMICA

FORMICA repose sur une approche interdisciplinaire qui combine la catalyse moléculaire, les calculs DFT et la chimie macromoléculaire. Il propose une voie de polymérisation sans précédent impliquant des diFormAmides N-substitués (di-FAN, H(O)C-N(R)----(R)-NC(O)H) comme substituts de di-isocyanate pour la synthèse de polyuréthanes par couplage déshydrogénant (CD: RNC(O)-H + HOR’ -> RNC(O)-OR’). Par rapport aux isocyanates, les FANs apparaissent comme des précurseurs attractifs, car aisément préparés à partir d'aryl-/alkyl-amines et de CO2, une matière première abondante, bon marché et facilement disponible.
Le principal défi réside dans la conception de catalyseurs de polymérisation capables de promouvoir le CD avec des conversions très élevées en partant de mélanges équimolaires de précurseurs (ratio NCHO/OH = 1:1), afin d'obtenir des PU de masse moléculaire élevée. Dans ce projet, la conception rationnelle de systèmes catalytiques basés sur le cuivre (voie oxydative) et manganèse (voie sans accepteur) est proposée. Pour ce faire, notre méthodologie utilise deux leviers majeurs que sont l'ingénierie des ligands et les études mécanistiques. Ces dernières impliqueront une approche duale théorie-expérience visant à rationaliser les effets des ligands et, à terme, à guider leur conception. Les polyuréthanes non isocyanates (NIPU) obtenus seront entièrement caractérisés sur le plan structural et leurs propriétés mécaniques seront déterminées.
En résumé, la voie alternative aux NIPUs proposée dans FORMICA devrait combiner plusieurs atouts incluant la nature des précurseurs (diFormAmides N-substitués dérivés de CO2 par rapport aux isocyanates issus du phosgène), le faible impact environnemental des produits secondaires (alcools, hydrogène) et l’utilisation de systèmes catalytiques à base de métaux non critiques (Cu, Mn).