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Thèse. H/F, Catalyse Biphasique dans des Nanoréacteurs Recyclables

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : mercredi 31 juillet 2024 23:59:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Thèse. H/F, Catalyse Biphasique dans des Nanoréacteurs Recyclables
Référence : UPR8241-ERIMAN-002
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : mercredi 10 juillet 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Chimie de coordination, catalyse et procédés, interfaces

Description du sujet de thèse

La prise de conscience par la société de la notion de développement durable a conduit les chimistes à repenser l’ensemble des procédés industriels au travers des douze principes de la chimie verte. Dans cette approche « verte » de la chimie, la catalyse, notamment avec les complexes des métaux de transition, occupe une place de choix : amélioration des activités (moindre consommation d’énergie), amélioration des sélectivités (moins de sous-produits), découverte de nouvelles réactions catalytiques (réactifs moins dangereux, solvants propres, économie d’atomes,…), contrôle de la stéréochimie (synthèse de médicaments, polymères)... Malheureusement, le coût parfois élevé des catalyseurs et leurs difficultés de récupération ou de recyclage sont un frein à leur utilisation industrielle.
La catalyse homogène supportée (catalyseur homogène immobilisé sur support solide ou polymère par exemple) permet de combiner les avantages de la catalyse homogène (espèces catalytiques mieux définies permettant souvent de meilleures sélectivités) et ceux de la catalyse hétérogène (récupération par simple filtration ou séparation de phase, dans le cas de catalyse biphasique, en fin de réaction). Cela permet également de diminuer l’utilisation de solvants, de travailler dans des milieux plus « propres » ou de développer des procédés en continu (Flow chemistry) dont la transposition industrielle est facilitée.
Nous avons développé dans l’équipe des micelles "covalentes", ou nanoréacteurs préparés par polymérisation radicalaire. Ils sont constitués d’un noyau apolaire de polystyrène réticulé d’où émergent des branches apolaires fonctionnalisées par des ligands (copolymérisation styrène et ligand polymérisable), prolongées par un polymère hydrophile (coquille) qui permet leur confinement dans l’eau. Le catalyseur métallique se retrouve immobilisé dans la zone apolaire (coeur) du nanoréacteur. Ces nouveaux objets permettent de réaliser des réactions catalytiques en milieu biphasique : substrats (S) et produits (P) sont majoritairement dans la phase organique alors que les nanoréacteurs demeurent dans la phase aqueuse, permettant ainsi un recyclage aisé du catalyseur par simple séparation de phase.
Le projet (financé par l’ANR) rassemble un consortium de 3 équipes afin de produire de nouvelles générations de nanoréacteurs et de développer leurs applications en flux pour des réactions triphasiques d’hydrogénation. Cette approche permettrait de transposer à terme nombre de réactions biphasiques réalisées en batch, en procédés continus, favorisant ainsi le recyclage du catalyseur et la transposition industrielle de la réaction.
Le projet de cette thèse consiste donc à :
-fonctionnaliser des ligands performants en hydrogénation asymétrique avec des substituants styrène pour pouvoir les intégrer dans des nanoréacteurs afin d’évaluer ces nouveaux objets en catalyse asymétrique d’hydrogénation biphasique (activité, enantiosélectivité, leaching) en batch (autoclaves) puis en flux.
-synthétiser de nouvelles générations de nanoréacteurs en modifiant la nature des chaines polymères du cœur et de la coquille, et d’étudier leur impact en catalyse.
-développer des synthèses plus efficaces de nanoréacteurs par "post-fonctionnalisation" de nanoréacteurs préalablement préparés (réactions click ).
Tous ces travaux seront réalisés en collaboration étroite et constante avec les différents partenaires du consortium.

Contexte de travail

Ce projet est financé par l’Agence Nationale de la Recherche (financement ANR 2024-2027). La thèse débutera en octobre 2024 et durera 3 ans au Laboratoire de Chimie de Coordination de Toulouse dans l'équipe "Ligands, Architectures Complexes et Catalyse" sous la Direction du Pr Eric Deydier et du Dr Eric Manoury.. Le travail sera réalisé en collaboration étroite avec une équipe de Génie Chimique (LGC – Toulouse) et une équipe de chimie des polymères (CP2M – Lyon).

Contraintes et risques

Néant