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RÉSUMÉ
La chimie verte réduit les substances dangereuses et toxiques. Les solvants de réactions, généralement utilisés en grande quantité, entrent dans cette catégorie de substances dangereuses. Des solvants alternatifs comme l’eau ont été proposés, mais le meilleur solvant d’un point de vue écologique reste l’absence de solvant. Dans un procédé, l’utilisation de solvants intervient à différents stades : synthèse, purification et nettoyage des équipements. Les méthodes présentées ici permettent la suppression des solvants dans les voies de synthèse chimique.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Evelina COLACINO : Maître de conférences à l'université de Montpellier 2
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Jean MARTINEZ : Professeur à l’université de Montpellier 1
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Frédéric LAMATY : Directeur de recherche au CNRS - Institut des biomolécules Max Mousseron, UMR 5247 CNRS - Université de Montpellier 1 & 2
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Max MALACRIA
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Jean-Philippe GODDARD
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Cyril OLLIVIER : UPCM, université de Paris VI, Laboratoire de chimie organique (UMR CNRS 7611), Institut de chimie moléculaire (FR 2769)
INTRODUCTION
La chimie verte a pour but de concevoir des produits et des procédés chimiques permettant de réduire ou d’éliminer l’utilisation et la synthèse de substances dangereuses et toxiques. Une chimie « pensée autrement », accompagnant des changements de concepts et de pratiques, permettra de contribuer à un développement économiquement efficace et durable. Par conséquent, les nouveaux procédés de synthèse doivent inclure une composante écologique. Une partie des activités de la chimie pour le développement durable consiste à diminuer la quantité de sous-produits des réactions chimiques et les déchets toxiques. Les solvants de réactions, qui sont généralement utilisés en grande quantité, entrent dans cette catégorie.
De nombreux solvants organiques sont nocifs du point de vue de l’écologie et de la santé publique, et dangereux car souvent volatils et inflammables. Des solvants alternatifs ont été proposés, comme l’eau, les liquides ioniques ou le CO2 supercritique. Toutefois, le meilleur solvant d’un point de vue écologique reste l’absence de solvant, d’autant qu’une fois le dogme habituel dépassé (« pas de réaction sans solvant »), il a été observé que l’absence de solvant peut être bénéfique pour le déroulement d’une réaction. De plus, dans certains cas, l’un des réactifs qui est liquide peut servir de solvant à la réaction.
Dans un procédé, l’utilisation de solvants intervient à différents stades : synthèse, purification et nettoyage des équipements (comme les réacteurs, par exemple). Nous nous focaliserons dans cet article sur les méthodes permettant la suppression des solvants dans les voies de synthèse chimique.
Sur les effets toxiques des solvants et la chimie verte, le lecteur pourra consulter les références et en .
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5. Conclusion et perspectives
Les réactions décrites dans cet article illustrent la grande diversité d’applications des réactions sans solvant. Les procédés utilisant un réactif liquide sont généralement acceptés de façon conceptuelle par les chimistes. Par contre, les réactions solides-gaz et solides-solides se heurtent encore à des résistances. Pourtant, actuellement, le nombre croissant de publications témoigne d’un regain d’activité dans ce domaine avec des applications dans toutes les branches de la chimie.
Si ces procédés sont, pour certains, utilisés à grande échelle, leur efficacité n’est pas diminuée lorsque l’on travaille à l’échelle du laboratoire et on peut souhaiter un développement et un réflexe d’utilisation dans ces environnements d’autant plus que l’appareillage nécessaire est souvent peu coûteux.
Des études supplémentaires seront nécessaires pour permettre d’élargir le champ d’application de ces réactions, notamment à l’échelle industrielle. Les réactions utilisant un réactif liquide sont souvent liées à une autre technologie comme les micro-ondes, les microréacteurs, la photochimie. Par conséquent, les avancées dans ces domaines, qui eux aussi font l’objet d’études intenses, permettront de faire progresser la chimie sans solvant. Pour ce qui est des réactions solide-solide ou solide-gaz, leur champ d’application aura besoin d’être élargi et les études concernant la physico-chimie et la thermodynamique devront être approfondies pour permettre des applications efficaces à grande échelle, tout en développant le point de vue pratique de ces procédés, surtout pour un transfert efficace des réactifs et des produits. Une intégration la plus complète possible de l’élimination des solvants dans des processus chimiques sera une contribution primordiale pour le développement durable.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GÉRIN (M.) - Solvants industriels, santé, sécurité, substitution - éd. Masson, Paris, p. 250 (2002).
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(2) - ANASTAS (P.T.), WILLIAMSON (T.C.) - Green Chemistry : Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes - éds. Oxford University Press : New York, p. 384 (1999).
-
(3) - LOUPY (A.), HAUDRECHY (A.) - Effets de milieu en synthèse organique - éds. Elsevier-Masson, Paris, p. 352 (1996).
-
(4) - WELTON (T.) - All solutions have a solvent - Green Chem., 8, p. 13 (2006).
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(5) - KAUPP (G.) - Organic solid-state reactions with 100 % yield - Topics Curr. Chem., 254, p. 95-183 (2005).
-
(6) - MA (Y.), QIAN (C.), WANG (L.), YANG (M.) - Lanthanide triflate catalyzed Biginelli reaction. One-pot synthesis of dihydropyrimidinones under solvent-free conditions - J....
ANNEXES
http://www.epa.gov/greenchemistry/
http://www.rsc.org/chemsoc/gcn/
http://www.chemistryguide.org/environmental-chemistry.html/
http://www.environmentalchemistry.com
HAUT DE PAGE
http://neel.cnrs.fr/spip.php?article737
HAUT DE PAGE
http://www.uni-graz.at/∼kappeco/technologyoverview.htm
http://www.microwavesynthesis.blogspot.com
...
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