Domaine, spécialité : Chimie organique
Mots-Clés : catalyse, méthodologie de synthèse
Unité d’accueil : NIMBE / LCMCE
Résumé
Face à l’épuisement des ressources fossiles, ce stage explore une alternative : utiliser des esters alkyliques biosourcés comme électrophiles dans les réactions de couplage croisé (type Heck), remplaçant les halogénures organiques polluants. L’objectif est de développer des méthodes catalytiques avec des métaux abondants comme Fe/Co en photo ou thermocatalyse via une catalyse tandem pour activer les liaisons C–O des esters. Le projet s’appuiera sur les travaux du laboratoire en activation d’esters et des résultats préliminaires. Une opportunité de contribuer à une chimie circulaire, applicable aux industries pharmaceutique, agrochimique et des matériaux.
Sujet détaillé
Contexte et Sujet
L’accès facilité à l’énergie et aux matières premières carbonées offert par les ressources fossiles a permis une croissance rapide de la société. Néanmoins, l’épuisement attendu des ressources fossiles et le changement climatique exigent de se tourner vers un modèle plus durable. Les matières premières biosourcées sont une source prometteuse de carbone pour remplacer les produits pétrochimiques, mais elles nécessitent un changement radical du modèle actuel. Alors que le paradigme actuel repose sur la production d’énergie et de molécules organiques à haute valeur ajoutée par des étapes d’oxydation, un modèle basé sur l’économie circulaire du carbone, c’est-à-dire la transformation du CO2 et de la biomasse qui sont déjà des matériaux fortement oxydés, requiert le développement de nouvelles méthodologies de réduction, de désoxygénation et d’utilisation directe de liaisons oxygénées pour accéder à des molécules organiques fonctionnalisées et utiles.
En chimie organique, les réactions de couplage croisé (Suzuki, Heck, Hiyama,…) représentent l’un des principaux outils permettant de créer des liaisons C–C. Cependant, elles reposent encore aujourd’hui principalement sur l’utilisation d’halogénures organiques comme électrophiles. Dans ce projet, le/la stagiaire aura pour objectif de démontrer que les esters d’alkyle, facilement disponibles et abondants, peuvent servir d’électrophiles dans les réactions de couplage croisé avec les alcènes. Les esters peuvent en effet être directement biosourcés ou facilement synthétisés à partir d’acides carboxyliques et d’alcools, diminuant ainsi l’impact environnemental de la formation de la liaison carbone-carbone.
Objectifs et Méthodologie
L’objectif principal du projet sera le développement de couplages croisés de type Heck, conduisant à la formation d’alcènes, catalysés avec des catalyseurs de métaux abondants (Fe, Co…), et en utilisant soit la photoactivation soit l’activation thermique. Pour activer les esters d’alkyle, nous envisageons d’utiliser la catalyse tandem, où deux catalyseurs travailleront en synergie pour effectuer la réaction. Le stage de master s’appuiera sur les recherches en cours dans notre laboratoire sur la réactivité des esters, les activations de la liaison C–O, et des résultats préliminaires non publiés.
Un financement est disponible pour poursuivre ce projet par une thèse de doctorat à la rentrée 2026.
Lieu du stage
CEA Saclay, (91) Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 2 février 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
Le/la stagiaire développera ses compétences en (photo)catalyse, en synthèse organique et organométallique, en travaillant sous atmosphère inerte (lignes de Schlenk, boîtes à gants), ainsi qu’en analyse de composés chimiques (RMN, GC-MS, IR, rayons X). Le/la stagiaire pourra avoir accès aux techniques modernes pour le développement de systèmes catalytiques, comme l’expérimentation à haut débit (HTE) ou les calculs théoriques au niveau DFT, et y être formé s’il/elle le souhaite. Le laboratoire est entièrement équipé avec des équipements pour réaliser ce projet.
Langages informatiques et logiciels : N/A
Liens utiles
- Site web du laboratoire : NIMBE/LCMCE
- Page personnelle du responsable de stage : Lucile Anthore-Dalion
Responsable du stage
Lucile Anthore-Dalion
Tél. : +33 1 69 08 91 59
Email :