Projet ANR-06-JCJC-0013 – CHIRBIOCAT : Molecular Design of Metal Catalyst Precursors for the Development of New Biodegradable Materials and Asymmetric Catalysis
Programme : Programme "Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs" (JCJC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : UNIVERSITE DE RENNES I (UNIVERSITE DE RENNES I)
Partenaires : Université de Rennes 1
Montant : 150000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : Le présent projet a pour but de mettre au point de nouveaux ligands azotés polyvalents pour de nouvelles applications en catalyse de polymérisation et de chimie fine. En raison de contraintes écologiques et économiques de plus en plus restrictives, la découverte de catalyseurs efficaces et sélectifs pour la synthèse de polymères et de produits organiques est une condition décisive pour une croissance soutenue de l'industrie chimique. Par conséquent, le développement de catalyseurs stéréosélectifs sera croissant, car ceux-ci permettent d'obtenir, à la fois des intermédiaires clés énantiomériquement purs pour l'industrie pharmaceutique, et des macromolécules stéréorégulières pour l'industrie des polymères (et toutes les industries et technologies qui font appel aux matières plastiques). De tous les polymères synthétiques commerciaux, les polyoléfines sont de loin la classe la plus importante de matériaux. Une combinaison de différents facteurs, comme la disponibilité et le coût du monomère, la facilité de synthèse, et les excellentes propriétés, a entraîné une utilisation intensive de ces matériaux. Cependant, en raison d'un épuisement des ressources d'origine fossile et dans le but de réduire notre dépendance à l'égard du pétrole, le développement de nouveaux matériaux polymères non issues des ressources pétrolières est devenu un axe de recherche en plein essor. En outre, l'utilisation des matériaux polymères synthétiques a créé un autre problème important et préoccupant de pollution environnementale, malgré des dispositions prises en matière de recyclage notamment. La catalyse organométallique peut à ce titre contribuer au développement de nouveaux types de polymères, qui peuvent offrir des propriétés innovantes ou améliorées pour des applications spécifiques. Elle peut également fournir des réponses efficaces aux problèmes de développement durable mentionné ci-dessus en mettant en application de nouveaux procédés catalytiques à partir de ressources renouvelables. De nombreux complexes oxazolines ou b-diimines ont récemment été utilisés pour des applications variées en catalyse asymétrique et polymérisation stéréosélective d'a-oléfines ou de monomères polaires. Notre objectif dans ce projet est de développer une nouvelle famille de ligands originaux, structurellement comparable aux dérivés oxazolines ou b-diimines mais apportant une plus grande diversité stérique et électronique. Ces ligands seront ensuite coordonnés à différents lanthanoïdes et métaux de transition. Nous viserons à démontrer le potentiel élevé de ces espèces métalliques pour le développement de polymères biodégradables améliorés et nouveaux. Pour exploiter pleinement le potentiel de ces nouveaux systèmes organométalliques, leurs propriétés catalytiques seront en parallèle étudiées pour différentes classes de réactions asymétriques. Description du projet, méthodologie Le projet fonctionnera sur une méthodologie itérative en 3 étapes : 1) synthèse de nouveaux ligands, 2) synthèse de précurseurs catalytiques, 3) applications en catalyse de chimie fine et de polymérisation. Les premiers résultats engrangés en 3) permettront d'établir des relations structure/activité/sélectivité qui orienteront la conception rationnelle des ligands et des précurseurs catalytiques en 1) et 2), respectivement, pour une optimisation in fine des processus catalytiques ciblés.  Ces nouveaux ligands seront coordonnés à différents lanthanoïdes et métaux de transition dans le but de générer des espèces (pré)catalytiques. Ces complexes seront structurellement caractérisés en solution et à l'état solide par les techniques usuelles (RMN, diffraction X, ...).  Finalement, les complexes préparés seront testés dans différents processus de catalyse asymétrique. Plusieurs réactions modèles telle que la polymérisation par ouverture de cycle de lactides, permettront d'évaluer les performances catalytiques (activité, contrôle, stéréosélectivité). Les systèmes les plus efficaces seront sélectionné...