Catalyse pour la transformation du CO2 / Catalysis for CO₂ conversion
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À ce jour, 95% de nos produits chimiques reposent sur des ressources non renouvelables, à savoir les hydrocarbures. Étant donné que les ressources fossiles sont une matière première limitée et que leur utilisation étendue résulte de l'accumulation problématique de CO₂ atmosphérique, l'industrie de la chimie organique est confrontée à des défis importants pour trouver d'autres matières premières et utiliser des sources d'énergie sans carbone.

Pour résoudre ce conflit écologique et économique, de nouvelles méthodes pour le recyclage chimique du dioxyde de carbone sont nécessaires. Une voie peut-être d'utiliser du CO₂ comme source de carbone₁ pour la production de produits chimiques organiques. Cependant le CO₂, en tant que déchet, est thermodynamiquement et cinétiquement difficile à transformer et seulement trois procédés chimiques de recyclage du CO₂ ont été industrialisés à ce jour.


CO₂, an attractive and renewable carbon source for the production of chemicals.

To date, 95% of our chemical commodities rely on non-renewable resources, namely hydrocarbons. Because fossil resources are a limited feedstock and their extensive use results in the problematic accumulation of atmospheric CO₂, the organic chemistry industry will face important challenges in the next decades to find alternative feedstocks and use carbon-free energy sources, to embrace sustainability. To solve this ecological and economical conflict, new methods for the chemical recycling of carbon dioxide are needed, to use CO₂ as a C₁ building block for the production of organic chemicals. Yet, as a waste, CO₂ is thermodynamically and kinetically difficult to transform and only three chemical processes recycling CO₂ have been industrialized to date.

 

Une approche diagonale pour le recyclage du CO₂

Pour élargir la gamme des produits chimiques finis disponibles élaborés à partir du CO₂, l'idée est de concevoir de nouvelles transformations catalytiques. L'objectif est ici de faire réagir le CO₂, en une seule étape, avec un réactif fonctionnalisant et un réducteur qui peuvent être indépendamment modifiés pour produire un large spectre de molécules. La preuve de concept pour cette nouvelle "approche diagonale" a été établie en 2012 par notre groupe avec une nouvelle réaction catalytique capable de co-recycler le CO₂ et un déchet chimique de l'industrie des silicones (PMHS) pour convertir les amines en formamides.

Cette ligne de recherche conduit à s'appuyer sur la preuve de concept établie pour développer de nouvelles réactions catalytiques diagonales qui permettront d'étendre l'utilisation de CO₂ pour la synthèse de groupes fonctionnels chimiques importants, actuellement obtenus à partir de matières premières fossiles. La polyvalence de l'approche a pu être établie avec la découverte de nouveaux processus catalytiques qui favorisent la désoxygénation totale de CO₂ en formamidines (utilisées comme pesticides, insecticides, etc.) et les méthamines (réactifs basiques, engrais, etc.).


A diagonal approach to the chemical recycling of CO₂

To expand the scope of fine chemicals available from CO₂, one idea is to design novel catalytic transformations where CO₂ is reacted, in a single step, with a functionalizing reagent and a reductant that can be independently modified, to produce a large spectrum of molecules. The proof of concept for this new “diagonal approach” has been established in 2012, by our group, with a new catalytic reaction able to co-recycle CO₂ and a chemical waste of the silicones industry (PMHS) to convert amines to formamides. The goal of this research line is to capitalize on the proof-of-concept and develop new diagonal catalytic reactions that will enable the use of CO₂ for the synthesis of important chemical functional groups, which are currently obtained from fossil raw materials. The versatility of the approach has been further established with the discovery of catalytic processes that promote the complete deoxygenation of CO₂ to formamidines (used as pesticides, insecticides, etc.) and methylamines (basic reagents, fertilizers, etc.).

 

Maj : 22/09/2017 (2782)

 

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