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Chimie supportée sur phase solideArticle de référence | Réf : CHV1550 v1
Auteur(s) : Chantal LARPENT, Emmanuel MAGNIER
Date de publication : 10 févr. 2011
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Au cours des dernières décennies la catalyse homogène a pris une part de plus en plus importante dans l'industrie avec des catalyseurs de haute activité, remarquablement sélectifs et permettant d'effectuer les réactions dans des conditions douces. Les difficultés (et le coût induit) pour séparer et recycler les catalyseurs, à base de métaux précieux et de ligands organiques souvent coûteux, demeurent cependant un sérieux inconvénient.
Comme indiqué précédemment, la catalyse en système biphasique liquide-liquide, basée sur la solubilisation du catalyseur et du produit dans deux solvants non miscibles, peut constituer une solution, comme illustré par le procédé RuhrChemie-Rhone-Poulenc basé sur l'utilisation de catalyseurs hydrosolubles. Cette technique est cependant limitée par la solubilité du (des) substrat(s) dans la phase aqueuse et les transferts de masse.
Une solution élégante consiste à utiliser des systèmes thermomorphes qui permettent d'effectuer l'acte catalytique dans une phase à une température donnée (température de la réaction), puis de séparer le produit du catalyseur par simple variation de température. Ces systèmes thermorégulables allient les avantages de la catalyse homogène (réaction dans une phase sans limitation de transfert de masse) et les avantages de la catalyse hétérogène avec un recyclage facile du catalyseur et une séparation aisée des produits [94]. Cette approche s'applique également à des réactions stoechiométriques pour faciliter les séparations.
Ces systèmes thermorégulés font intervenir un transfert de phase soit durant la réaction, soit après la réaction pour permettre une séparation facile.
Les principaux systèmes sont :
les systèmes basés sur le transfert de phase thermo-induit des catalyseurs ;
les systèmes basés sur des mélanges solvants thermomorphes ;
les systèmes utilisant des gels à propriétés thermodépendantes.
Cette approche tire profit de la variation de solubilité inverse des composés alkylpolyéthoxylés dans l'eau avec la température : ces composés sont...
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(1) - Makosza (M.) - Phase-transfer catalysis : A general green methodology in organic synthesis. - Pure Appl. Chem., 72, p. 1399-1403 (2000).
(2) - Naik (S.D.), Doraiswamy (L.K.) - Phase Transfer Catalysis : Chemistry and Engineering. - AIChE J., 44, p. 612-646 (1998).
(3) - Ikunaka (M.) - PTC in OPRD : An Illustrative Overview. - Org. Process Res. D., 12, p. 698-709 (2008).
(4) - Freedman (H.H.) - Industrial applications of phase transfer catalysis (PTC) : past, present and future. - Pure Appl. Chem., 58, p. 857-868 (1986).
(5) - Makosza (M.), Fedorynski (M.) - Co-catalysis in phase transfer catalyzed reactions (a concept paper). - Arkivoc, 4, p. 7-17 (2006).
(6) - Bogdal (D.), Loupy (A.) - Application of Microwave Irradiation to Phase-Transfer Catalyzed Reactions. - ...
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