Conversion hydrothermale de dérivés de la biomasse en composés aromatiques Contrat : CEA – Région LR Organisme co-financeur : Région LR Université d'inscription : UM2 Ecole doctorale : ED459 Master : Chimie Nom, Prénom : SMUTEK, Bernhard Responsable CEA : F. GOETTMANN Directeur universitaire : X. DESCHANELS Laboratoire d’accueil : ICSM/LNAR Date de début de thèse : 11/2008 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- I. Introduction Des nombreuses réactions chimiques peuvent être faites par chauffage de solvants organiques. L’utilisation de conditions hydrothermales peut avantageusement remplacer les solvants organiques pour effectuer ce type de réaction, notamment la réaction de Friedel et Crafts qui est une des réactions étudiées dans ce travail. Les conditions hydrothermales permettent d’éviter l’émission des COVs (Composé Organique Volatil). Ces conditions sont obtenues en surchauffant de l’eau dans des autoclaves à une température de 180 °C. Le remplacement des solvants organiques par de l’eau est possible parce que les propriétés physiques de l’eau sont modifiées lorsqu’elle est surchauffée. Celles se traduisent entre autres par une augmentation de sa constante de dissociation [1] et conjointement une augmentation du pH et du pOH. II. Résultats expérimentaux 1. Friedel et Crafts Dans ce domaine les études ont montré que l’utilisation l’acide chlorhydrique dilué est suffisante pour remplacer des solvants organiques combinés avec des acides forts qui sont utilisés OH OH OH OH CH3 OH OH OMe OH OH CH3 OH Figure 1 : Réactions hydrothermales de Friedel et Crafts. CH 3 èmes Les 10 OH Journées Scientifiques de Marcoule 7 – 10 juin 2010 OMe OMe habituellement. Ceci signifie que la réaction de Friedel et Crafts dont le mécanisme réactionnel consiste à une attaque du solvant en présence d’AlCl3, peut également s’opérer en conditions hydrothermales en présence d’alcool. L’emploi des conditions hydrothermales nécessite une augmentation de la température (180 °C au lieu de 20 °C), mais il a l’avantage d’éliminer l’utilisation des composés chlorés. 2. Synthèse du gazole à partir de la biomasse La bibliographie fait état de la conversion de la glycérine en 1,2-propanediol et 1,3-propanediol [2, 3]. Dans cette étude nous avons réussi à transformer, par l’utilisation de conditions hydrothermales, le 1,2-propanediol en un mélange de dimère, trimère et autres produits condensés qui après distillation présentent des propriétés comparables à celles de la fraction légère du gazole. La combinaison de ces deux réactions ouvre des champs d’investigation pour l’obtention d’un nouveau diesel de synthèse. Le travail est en cours pour l’obtention de ce résultat. O OH – H2O – H2O O O OH C9H14O O O O C9H12 Figure 2 : Conversion hydrothermale du 1,2-propanediol en une fraction légère de gazole. III. Conclusions et Perspectives Les conditions hydrothermales ont été utilisées avec succès pour obtenir des composés identiques à ceux qui sont obtenus à partir des réactions de type Friedel et Crafts. Les travaux entrepris vont se poursuivre pour tenter d’obtenir les produits d’autres réactions par exemple la synthèse d’un nouveau diesel de synthèse. Les travaux porteront sur l’optimisation des conditions de synthèses hydrothermales pour augmenter le rendement de cette réaction. IV. Références [1] Sweeton, F.H., Mesmer, R.E., Baes, C.F., Journal of Physics E, 1973, 6, 2, 165-168. [2] Marinoiu, A., Ionita, G., Gáspár, C.-L., Cobzaru, C., Oprea, S., Reaction Kinetics and Catalysis Letters, 2009, 97, 2, 315-320. [3] Duşescu, C., Jugănaru, T., Bomboş, D., Popovici, D., Bolocan, I., 18th European Biomass Conference, 2010, Lyon, VP2.7.16. Les 10èmes Journées Scientifiques de Marcoule 7 – 10 juin 2010