Des passerelles plus vertes pour les isocyanates, les uréthanes et les polyuréthanes – GreeNCO

Ce programme de recherche se propose de développer une approche nouvelle à la synthèse des isocyanates, précurseurs d'uréthanes et de polyuréthanes (PU). La méthodologie est basée sur l’oxydation d'oximes en oxyde de nitrile, par voie photocatalytique ou électrochimique pour donner, en présence de CO2, des dioxazolones. Ces hétérocycles conduiront ensuite dans des conditions douces aux isocyanates ou di-isocyanates correspondants, évitant ainsi le recours à l’utilisation du phosgène et de ses dérivés. Cette stratégie offre une voie d’accès inédite aux isocyanates et à ses dérivés à partir de simples aldéhydes dont certains seront bio-sourcés. Le programme sera articulé autour de quatre axes, un premier (WP1) dédié à la synthèse de dioxazolones et (bis)-dioxazolones à partir respectivement d'oximes et de (bis)-oximes par voie photocatalytique, mais également électrochimique en mettant à profit l’emploi du CO2, comme brique essentielle dans la construction des hétérocycles. Une seconde voie (WP2), basée sur le réarrangement nitrile oxyde-isocyanate, sera ensuite étudiée, offrant un accès direct aux (di)isocyanates à partir de (bis)-oximes sans isolation d’intermédiaires via un processus catalytique original. Cette approche permettra également un accès aux uréthanes par le simple ajout d’un alcool dans le milieu. Les deux derniers axes concerneront l'application des méthodologies développées précédemment, à la synthèse des polyuréthanes. Les bis-dioxazolones préparées dans le WP1 permettront ainsi en présence de polyols l’accès à des PU thermoplastiques ou des mousses de PU sans production de produits secondaires, utilisant le CO2 dégagé lors de la décomposition des dioxazolones comme agent de moussage interne (WP3). Le dernier axe (WP4) examinera la synthèse directe de PUs à partir d’oximes, basée sur l’approche développée dans le WP2. Cette voie ouvrira un accès inédit à des PUs à partir d’aldéhydes, provenant notamment de la biomasse ligno-cellulosique.