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Jessica Rodriguez, une jeune chimiste toulousaine distinguée à Shangaï

Jessica Rodriguez a été pré-selectionnée parmi les candidat.e.s au prix de thèse Reaxys. Elle fait partie des 10 dossiers retenus et présentera ses travaux en fin de semaine à Shangaï. Une première reconnaissance internationale venant couronner trois ans de recherche en chimie biologique. Désormais post-doctorante à Toulouse, au laboratoire Laboratoire hétérochimie fondamentale et appliquée (LHFA), cette brillante scientifique s’attaque désormais à une autre thématique aussi prometteuse : la chimie de l’or.

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Antonio REINA

Catégorie
Soutenance de thèse
Date
2017-10-03 09:30
Lieu
Amphithéâtre Concorde

Nanoparticules métalliques dans le glycérol stabilisées par des alcaloïdes: du design à l’application en catalyse

Jury :

François Jérôme - Rapporteur - Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers
Rafael Luque - Rapporteur - Universidad de Córdoba
Fabien Delpech - Examinateur - Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO)
Montserrat Gómez - Directrice de thèse

Résumé :

Les nanoparticules métalliques (MNPs) ont un grand succès depuis quarante ans dû à la variété d’applications dans différents domaines. Mis à part les solvants organiques, les liquides ioniques, l’eau, le CO2 supercritique, les polyols, ainsi que le glycérol, ont démontré leur capacité à stabiliser et immobiliser des nanoparticules métalliques. Ces systèmes colloïdaux facilitent notamment le recyclage en catalyse.

Des nanoparticules de Pd(0) et Ni(0) dans le glycérol, sphériques, petites en taille et bien diuspersées, ont été synthétisées avec succès à partir d’une méthodologie simple sous pression d'hydrogène en présence de différents stabilisants (alkaloïdes, phosphine, polymer). La caractérisation complète de ces matériaux en solution et à l’état solide, ainsi que la possibilité de faire des synthèses à grande échelle et de stocker les solutions longtemps, montrent la grande stabilité de ces solutions colloïdales.

Les nanoparticules dans le glycérol ont été impliquées dans une large variété de transformations, hydrogénations, hydrodéhalogénations, couplages de Hiyama, additions conjuguées et hydrosilylations comprises. De plus, nous avons étudié l’effet du stabilisant sur la réactivité catalytique, nous permettant de contrôler et régler l’état de surface des nanoparticules. Nous avons montré, de même, l’habilitée du glycérol pour immobiliser les catalyseurs, ce qui s’est traduit par la possibilité de recycler la phase catalytique entre 4 et 10 fois sans perte de metal. En parallèle, nous avons évalué le comportement du Ni(OAc)2 dans le glycérol, en tant que catalyseur alternatif pour des couplages C-C et C-hétéroatome. Nous présentons aussi une étude en flux continu, en collaboration avec la Maison Européenne des Procédés Innovants (MEPI), pour l’hydrogénation de différents groupes fonctionnels en utilisant les PdNPs dans le glycérol synthétisées préalablement.

Abstract :

Metal nanoparticles (MNPs) have been largely studied in the last decades due to their interesting properties, which found applications in several fields (microelectronics, materials and catalysis). In contrast to common organic solvents, ionic liquids, water, supercritical CO2, polyols, glycerol, among others, represents innovative solvents for the immobilization of MNP, avoiding their agglomeration and facilitating the recycle of catalysts.

Small, spherical and well-dispersed Pd(0) and Ni(0) nanoparticles were synthesized under hydrogen pressure in glycerol in the presence of different kinds of stabilizers (cinchona-based alkaloids, phosphine, polymer). The high stability of these colloidal solutions permitted the full characterization both in solution and at solid state, large-scale synthesis and stocking the solutions for months.

These colloidal catalysts were applied for a variety of transformations including hydrogenations, hydrodehalogenations, Hiyama couplings hydrosilylation reactions and Michael conjugate additions. Furthermore, we conducted a comparative study exhibiting the differences in catalytic reactivity by effect of the stabilizer, allowing us tuning the surface-state of the nanoparticles. Moreover, we showed the ability of glycerol to immobilize metal nanoparticles permitting the recycle of the catalytic phase between 4 and 10 times, without metal leaching. Additionally, we studied the behavior of Ni(OAc)2 in glycerol as an alternative catalysts for C-C and C-heteroatom couplings. Also, we present a continuous flow study, in collaboration with the Maison Européenne des Procédés Innovants (MEPI), for the hydrogenation of different functional groups using PdNPs in glycerol.

 
 

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  • 2017-10-03 09:30

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