Glycerol as a cheap, safe and sustainable solvent for the catalytic and regioselective β,β-diarylation of acrylates over palladium nanoparticles

Herein we show that glycerol can be considered as a promising cheap and green solvent for the regioselective β,β-diarylation of alkenes. Whereas this reaction is generally catalyzed under an inert atmosphere by expensive phosphine or carbene-palladium complexes, we show here that the diarylation of alkenes can be conveniently achieved in glycerol in the presence of air-stable palladium nanoparticles. These palladium nanoparticles were stabilized over a sugar-based surfactant derived from biomass. By an adjustment of the reaction temperature, we were able to control the mono- and diarylation step of alkenes, thus offering a convenient route to unsymmetrical diarylated alkenes. At the end of the reaction, the diarylated alkenes were cleanly and selectively extracted from the glycerol-palladium catalytic phase using supercritical carbon dioxide, thus affording a convenient purification work-up. Within the framework of green chemistry, this work combines (i) catalysis in a cheap, safe and sustainable medium, (ii) easily made and air-stable palladium nanoparticles as the catalyst, and (iii) a clean and selective extraction of the reaction products with supercritical carbon dioxide

Edifices supramoléculaires dans le glycérol : Caractérisation et application en catalyse

Thèse soutenue publiquement le 3 novembre 2010 Diplôme : Dr. d'UniversitéThis PhD work deals with the use of glycerol as a green and sustainable solvent. The main objective is to show that glycerol can be used as a solvent first, to obtain supramolecular buildings (cohesive solvent) and emulsions using an organic phase and then, to develop a catalysis in unconventional conditions (high boiling point and low vapour pressure). The first part consists in the study of aggregation properties using fatty acids as surfactants. By changing the nature of the counter-ion, these molecules allow producing various supramolecular assemblies such as micelles, vesicles and even tubes. In glycerol these aggregates show a smaller size compared to water. Those dispersions were then used in the formation of liquid crystal phases and emulsions with hexadecane as the oil component. In a second part, in order to develop selective catalytic processes in glycerol, we have synthesized new sugar-based surfactants. They are capable to (i) circumvent the low solubility of organic substrates in glycerol and (ii) limit the intrinsic reactivity of glycerol through the formation of hydrophobic domains. In one model reactions studied (Heck coupling), it is possible, by a control of temperature, to change the reaction selectivity. This allows us to envisage the synthesis of more valuable products. The selective extraction of the products formed in glycerol has been studied using supercritical CO2 mainly because the glycerol is poorly soluble in this solvent.Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du développement durable au travers de l’utilisation du glycérol en tant que solvant. L’objectif est de montrer qu’il peut servir de solvant soit, pour l’obtention d’agrégats de tensioactifs (solvant cohésif) ainsi que d’émulsions au contact d’une phase organique, soit pour la réalisation d’une catalyse dans des conditions peu usuelles (forte température d’ébullition et faible pression de vapeur saturante). L’objectif de la première partie consiste en l’étude des propriétés d’agrégation en utilisant des acides gras comme tensioactifs. En changeant la nature du contre ion, ces molécules offrent un large polymorphisme d’agrégats. Ainsi, nous décrivons dans le glycérol, l’obtention de micelles, de vésicules ou encore de tubes. Ces assemblages présentent la particularité d’être de plus petite taille comparativement à l’eau. Ces systèmes ont ensuite été utilisés dans la formation de phases cristal liquide ou d’émulsions en présence d’hexadécane. Dans une deuxième partie, de manière à développer des procédés catalytiques sélectifs dans le glycérol, nous avons synthétisé des agrotensioactifs dérivés de sucres (aminopolysaccharides). Ces derniers sont capables de (i) contourner la faible solubilité des substrats organiques dans le glycérol et de (ii) limiter la réactivité intrinsèque du glycérol, grâce à la formation de domaines hydrophobes. Dans l’une des réactions modèles étudiées (couplage de Heck), il est possible, par effet de température, de contrôler la sélectivité de la réaction ce qui permet d’envisager la synthèse de composés à plus haute valeur ajouté. L’extraction sélective des produits formés dans le glycérol a ensuite été étudiée en utilisant le CO2 supercritique puisque la solubilité du glycérol dans ce solvant est relativement faible

Stabilization of air bubbles in oil by surfactant crystals: A route to produce air-in-oil foams and air-in-oil-in-water emulsions

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Edifices supramoléculaires dans le glycérol (caractérisation et application en catalyse)

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du développement durable au travers de l'utilisation du glycérol en tant que solvant. L'objectif est de montrer qu'il peut servir de solvant soit, pour l'obtention d'agrégats de tensioactifs (solvant cohésif) ainsi que d'émulsions au contact d'une phase organique, soit pour la réalisation d'une catalyse dans des conditions peu usuelles (forte température d'ébullition et faible pression de vapeur saturante). L'objectif de la première partie consiste en l'étude des propriétés d'agrégation en utilisant des acides gras comme tensioactifs. En changeant la nature du contre ion, ces molécules offrent un large polymorphisme d'agrégats. Ainsi, nous décrivons dans le glycérol, l'obtention de micelles, de vésicules ou encore de tubes. Ces assemblages présentent la particularité d'être de plus petite taille comparativement à l'eau. Ces systèmes ont ensuite été utilisés dans la formation de phases cristal liquide ou d'émulsions en présence d'hexadécane. Dans une deuxième partie, de manière à développer des procédés catalytiques sélectifs dans le glycérol, nous avons synthétisé des agrotensioactifs dérivés de sucres (aminopolysaccharides). Ces derniers sont capables de (i) contourner la faible solubilité des substrats organiques dans le glycérol et de (ii) limiter la réactivité intrinsèque du glycérol, grâce à la formation de domaines hydrophobes. Dans l'une des réactions modèles étudiées (couplage de Heck), il est possible, par effet de température, de contrôler la sélectivité de la réaction ce qui permet d envisager la synthèse de composés à plus haute valeur ajouté. L'extraction sélective des produits formés dans le glycérol a ensuite été étudiée en utilisant le CO2 supercritique puisque la solubilité du glycérol dans ce solvant est relativement faible.This PhD work deals with the use of glycerol as a green and sustainable solvent. The main objective is to show that glycerol can be used as a solvent first, to obtain supramolecular buildings (cohesive solvent) and emulsions using an organic phase and then, to develop a catalysis in unconventional conditions (high boiling point and low vapour pressure). The first part consists in the study of aggregation properties using fatty acids as surfactants. By changing the nature of the counter-ion, these molecules allow producing various supramolecular assemblies such as micelles, vesicles and even tubes. In glycerol these aggregates show a smaller size compared to water. Those dispersions were then used in the formation of liquid crystal phases and emulsions with hexadecane as the oil component. In a second part, in order to develop selective catalytic processes in glycerol, we have synthesized new sugar-based surfactants. They are capable to (i) circumvent the low solubility of organic substrates in glycerol and (ii) limit the intrinsic reactivity of glycerol through the formation of hydrophobic domains. In one model reactions studied (Heck coupling), it is possible, by a control of temperature, to change the reaction selectivity. This allows us to envisage the synthesis of more valuable products. The selective extraction of the products formed in glycerol has been studied using supercritical CO2 mainly because the glycerol is poorly soluble in this solvent.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF

Glycerol and supercritical carbon dioxide : towards greener catalytic processes

Here in this communication, we report that combination of glycerol with scCO2 is a convenient tool for designing highly green catalytic processes. Indeed, as water, glycerol is cheap, abundant and non toxic. However, as compared to water, glycerol is poorly miscible and non reactive with scCO2 offering thus an alternative of choice for overcoming a lot of drawbacks encountered with water and scCO2 Key-words. Glycerol, scCO2, catalysis; green process, Heck couplin

Évolution des propriétés physico-chimiques et sensorielles de produits céréaliers sucrés en vue de déterminer leur durée de vie

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Évolution des propriétés physico-chimiques et sensorielles de produits céréaliers sucrés en vue de déterminer leur durée de vie

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La gestion patrimoniale des réseaux d'assainissement : des objectifs des services à la modélisation

National audienceLes gestionnaires de réseaux sont de plus en plus préoccupés par l'état de leurs réseaux du fait du vieillissement de l'infrastructure, de l'évolution des contraintes environnementales et d'un souci d'amélioration de la qualité de service.La gestion du patrimoine « réseaux » est d'autant plus complexe qu'il s'agit d'infrastructures enterrées dont on ne voit pas directement l'état ni son évolution dans le temps. C'est donc bien souvent les incidents et les mesures faites à la station d'épuration qui servent d'indicateurs d'alerte... L'Action 2 de l'Opération 5/6 du Projet National RERAU (Réhabilitation des Réseaux d'Assainissement Urbains) regroupe une vingtaine de partenaires français (collectivités, centres techniques, laboratoires de recherche, etc.) en vue de produire un ensemble d'outils pour la gestion patrimoniale des réseaux d'assainissement non visitables. Les propositions, en cours d'élaboration, comprennent 3 volets : a) un système d'indicateurs de performance, utilisable pour définir et hiérarchiser les besoins en investigations et en réhabilitation ; b) un ensemble de concepts et de modèles permettant d'exploiter ces indicateurs de performance dans le cadre d'une analyse économique du patrimoine ; c) un outil informatique (démonstrateur) pour la simulation et l'évaluation de stratégies de gestion. Le texte proposé ici traite des volets b). Le travail en cours sur la modélisation s'intéresse d'une part à la description et à l'évolution du réseau et des contraintes réglementaires et d'autre part à formaliser les décisions des gestionnaires afin d'évaluer les effets des décisions de réhabilitation sur le fonctionnement du réseau et du service. L'analyse des pratiques actuelles en terme de programmation des travaux de réhabilitation et des opérations d'inspection a été réalisée sur une vingtaine de services au travers d'une enquête. Elle a montré qu'il n'existe pas vraiment de procédures formalisées. Mais surtout, elle a permis d'identifier les objectifs que se fixent les collectivités. Ces objectifs se déclinent en termes techniques mais également financiers et budgétaires. Cette communication se propose de présenter ces éléments de gestion à partir des résultats de cette enquête et de montrer comment ils sont pris en compte dans le modèle. Nous aborderons notamment la gestion ainsi que la façon dont se déclinent les notions d'efficacité et de performance dans l'approche technique et sociale mais également dans une approche plus large de gestion patrimoniale du réseau en abordant les notions de fonctionnalité, de valeur, de coût

Évolution des propriétés physico-chimiques et sensorielles de produits céréaliers sucrés en vue de déterminer leur durée de vie

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Rational design of sugar-based-surfactant combined catalysts for promoting glycerol as a solvent

International audienceThumbnail image of graphical abstract A sugary treat: Here we report the great efficiency of sugar-based-surfactant combined catalysts for conducting selective base-catalyzed organic reactions in glycerol. Close control of the reaction selectivity was successfully obtained owing to the formation of catalytic hydrophobic pockets in glycerol (see figure). The advantages of our catalytic processes and its similarities with catalysis in water are also highlighted