Catalyse et chimie moléculaire
Axe Catalyse et Chimie Moléculaire
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L'axe Catalyse et Chimie Moléculaire (CCM) a été géré pendant 8 ans par Francine Agbossou, Directrice de Recherche au CNRS. J'en ai repris la responsabilité en septembre 2016. Récemment réorganisé, l'axe comprend aujourd'hui 4 équipes de recherche, CASU, CASECO, CÏSCO et MOCAH, représentant un ensemble de 35 enseignants-chercheurs, 4 chercheurs CNRS, 22 doctorants et post-doctorants et un émérite, le Professeur André Mortreux, dont la carrière et la contribution remarquable à la catalyse organométallique viennent récemment d'être récompensées par le prix Pierre Süe de la SCF. Les activités de recherche de l'axe CCM reposent sur un socle de compétences internationalement reconnues depuis de très nombreuses années en synthèse organique, en catalyse homogène, en chimie organométallique et en chimie supramoléculaire. Aujourd'hui, nos recherches concernent principalement la catalyse de polymérisation, la catalyse hybride, la physicochimie colloïdale ou encore la formulation. Au travers des expertises variées et complémentaires de ses chercheurs, la force de l'axe CCM est de pouvoir aborder et envisager des projets de recherche qui vont de la molécule jusqu'à l'application, tout en intégrant les principes de la chimie verte. Les recherches menées au sein de l'axe CCM visent en effet principalement à élaborer de nouvelles méthodologies de synthèse de catalyseurs, à éco-concevoir de nouveaux composés fonctionnels, moléculaires et macromoléculaires, et à développer de nouveaux outils et méthodes nécessaires à la compréhension des mécanismes et des modes d'action. Les chercheurs de l'axe CCM sont impliqués dans de nombreux projets collaboratifs académiques et industriels, aux niveaux régional, national, européen et international. |
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Mathieu Sauthier, Professeur U. Lille |
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Présentation
L’objectif de l’axe CCM est de développer des concepts de catalyse pour des réactions plus propres, plus sélectives et plus économes en matière et énergie, la finalité étant l'éco-conception de molécules et de matériaux polymères fonctionnels, à haute valeur ajoutée, par le biais de l’activation de matières premières peu coûteuses. Les efforts de recherche que nous plaçons sur ces orientations rentrent parfaitement dans les priorités actuelles de la chimie verte. L’immobilisation et le greffage sur supports sont également étudiés pour la récupération et le recyclage des catalyseurs qui sont des étapes importantes de valorisations potentielles. Les thématiques principales abordées sont la catalyse organométallique pour la chimie fine, la catalyse supramoléculaire en milieux multiphasiques et la catalyse de polymérisation. Les avancées réalisées en amont nous permettent de mener des projets avec de nombreux partenaires industriels. Nos compétences en chimie organique, organométallique et supramoléculaire nous permettent d’aborder toutes les facettes de la catalyse homogène que ce soit le design des catalyseurs moléculaires, des catalyseurs supramoléculaires et greffés, leur optimisation, la compréhension de leur mode d’action et leur valorisation.
Stratégie
La stratégie de l’axe CCM s’inscrit dans l’objectif de développement de synthèses éco-conçues grâce à la catalyse. Notre expertise en synthèse de catalyseurs sera exploitée pour élaborer et optimiser la sphère de coordination du centre actif, pour des applications en oxydation, hydrogénation, carbonylation et en formation de liaisons C-C, asymétriques le cas échéant. Des actions de recherches viseront l’utilisation de catalyseurs organiques et organométalliques à base de métaux abondants tels que le fer, le cuivre et le nickel, afin de pallier la raréfaction des métaux nobles, et de métaux à faible toxicité tels que les terres rares, pour lesquelles nos compétences en synthèses organométalliques seront mises à profit. L'utilisation de silice modifiée par des catalyseurs organométalliques par exemple permettra de développer de nouvelles applications en cosmétique via la transformation d’huiles grasses biosourcées notamment. Pour prendre en compte un gisement important de matières premières, la valorisation de polyols biosourcés (e.g. glycérol, sorbitol, érythritol, etc.) et du dioxyde de carbone sont aussi des actions stratégiques futures pour lesquelles notre expertise sera mise à profit. Par ailleurs, des actions originales et différenciantes seront renforcées sur les systèmes catalytiques impliquant l’utilisation de cyclodextrines, qui permettent d’améliorer le transfert de matière dans des systèmes polyphasiques, d’immobiliser des catalyseurs homogènes ou hétérogènes, ou encore de structurer un milieu en contrôlant la dispersion des phases actives au sein de solides catalytiques. Dans le domaine de la polymérisation, les approches conceptuelles qui ont été initiées seront développées, notamment la polymérisation/ copolymérisation coordinative par transfert de chaîne et le Chain Shuttling. Les recherches initiées récemment sur l’utilisation de monomères issus de la biomasse pour la préparation de matériaux polymères seront par ailleurs poursuivies.
Mots-clés
Eco-conception, biosourcé, chimie fine, catalyse homogène, catalyse organométallique, catalyse de polymérisation, chimie supramoléculaire, hydrogénation, oxydation, milieux réactionnels organisés, physicochimie, tensioactifs, solvants verts, formulation
Equipes
CASECO : Catalyse et synthèse éco-compatibles
CASU : Catalyse et chimie supramoléculaire
CÏSCO : ColloIdes, catalyse et oxydation
MOCAH : Méthodologie organométallique pour la catalyse homogène
