Synthesis of biosourced and/or magnetic palladium catalysts and their use in fine chemicals

La chimie du palladium est une chimie intéressante, très utilisée dans les domaines de la pharmacie ou de l’agrochimie, importants sur le plan industriel qui requièrent la création de nouvelles liaisons carbone-carbone. Les couplages pallado-catalysés font à ce jour partie des outils les plus performants pour créer ces liaisons. Les catalyseurs homogènes (solubles) au palladium habituellement utilisés présentent néanmoins plusieurs inconvénients majeurs : d’une part, ils sont très onéreux et ne peuvent pas être réutilisés (le prix du palladium est actuellement supérieur à 62 k€/kg et les ressources économiquement exploitables au niveau mondial risquent d’être épuisées dans quelques années.), d’autre part, quand bien même le métal noble peut être partiellement récupéré en fin de réaction, il subsiste des traces de palladium dans les rejets et surtout dans les produits, ce qui nécessite des étapes de purification souvent fastidieuses et coûteuses. Par ailleurs, ces catalyseurs comportent des ligands non-récupérables dont les synthèses sont complexes, onéreuses et ont un impact environnemental. Considérations économiques et développement durable incitent donc fortement à remplacer le catalyseur soluble au palladium par un catalyseur hétérogène récupérable facilement et quasi-quantitativement en fin de réaction, et surtout réutilisable à de multiples reprises sans baisse notable d’efficacité. [...]Palladium chemistry is an interesting chemistry, widely used in the industrially important fields of pharmaceuticals or agrochemicals that require the creation of new carbon-carbon bonds. Palladium-catalyzed couplings are currently among the most efficient tools to create these bonds. However, the homogeneous (soluble) palladium catalysts usually used have several major drawbacks: on the one hand, they are very expensive and cannot be reused (the price of palladium is currently above 62 k€/kg and the economically exploitable resources worldwide are likely to be exhausted in a few years. ), on the other hand, even if the noble metal can be partially recovered at the end of the reaction, traces of palladium remain in the rejects and especially in the products, which requires purification steps that are often tedious and costly. Furthermore, these catalysts contain irrecoverable ligands whose synthesis is complex, expensive and has an environmental impact. Economic considerations and sustainable development therefore strongly encourage the replacement of the soluble palladium catalyst by a heterogeneous catalyst that can be easily and almost quantitatively recovered at the end of the reaction and, above all, reused many times without any noticeable drop in efficiency. [...

Synthèse de catalyseurs au palladium biosourcés et/ou magnétiques et leur utilisation en chimie fine

Palladium chemistry is an interesting chemistry, widely used in the industrially important fields of pharmaceuticals or agrochemicals that require the creation of new carbon-carbon bonds. Palladium-catalyzed couplings are currently among the most efficient tools to create these bonds. However, the homogeneous (soluble) palladium catalysts usually used have several major drawbacks: on the one hand, they are very expensive and cannot be reused (the price of palladium is currently above 62 k€/kg and the economically exploitable resources worldwide are likely to be exhausted in a few years. ), on the other hand, even if the noble metal can be partially recovered at the end of the reaction, traces of palladium remain in the rejects and especially in the products, which requires purification steps that are often tedious and costly. Furthermore, these catalysts contain irrecoverable ligands whose synthesis is complex, expensive and has an environmental impact. Economic considerations and sustainable development therefore strongly encourage the replacement of the soluble palladium catalyst by a heterogeneous catalyst that can be easily and almost quantitatively recovered at the end of the reaction and, above all, reused many times without any noticeable drop in efficiency. [...]La chimie du palladium est une chimie intéressante, très utilisée dans les domaines de la pharmacie ou de l’agrochimie, importants sur le plan industriel qui requièrent la création de nouvelles liaisons carbone-carbone. Les couplages pallado-catalysés font à ce jour partie des outils les plus performants pour créer ces liaisons. Les catalyseurs homogènes (solubles) au palladium habituellement utilisés présentent néanmoins plusieurs inconvénients majeurs : d’une part, ils sont très onéreux et ne peuvent pas être réutilisés (le prix du palladium est actuellement supérieur à 62 k€/kg et les ressources économiquement exploitables au niveau mondial risquent d’être épuisées dans quelques années.), d’autre part, quand bien même le métal noble peut être partiellement récupéré en fin de réaction, il subsiste des traces de palladium dans les rejets et surtout dans les produits, ce qui nécessite des étapes de purification souvent fastidieuses et coûteuses. Par ailleurs, ces catalyseurs comportent des ligands non-récupérables dont les synthèses sont complexes, onéreuses et ont un impact environnemental. Considérations économiques et développement durable incitent donc fortement à remplacer le catalyseur soluble au palladium par un catalyseur hétérogène récupérable facilement et quasi-quantitativement en fin de réaction, et surtout réutilisable à de multiples reprises sans baisse notable d’efficacité. [...

Conjugated polymers templated carbonization to design N, S co-doped finely tunable carbon for enhanced synergistic catalysis

International audienceEfficient generation of 1O2 nonradical species from persulfate (PS) is demonstrated during heterogeneous catalysis systems based on the use of new Nitrogen and Sulfur doped carbons (NC, SC and NSC), as prepared by direct carbonization of polyaniline/polythiophene conjugated polymers at 800 °C. Complete organic molecules degradations were achieved with high mineralization rate (∼70%) for all systems, over a wide pH range (2.6∼9.5) in the presence of PS. Interestingly, the synergistic effect occurring between the N-Graphitic and the S-Thiophenic sites, modulates the surface electron density toward basic carbon structure (N∼4.76 at% and S∼3.87 at%, with SBET∼251 m2 g−1), leads to increases of the adsorption abilities and the reaction rate constant (from 0.076 to 0.338 min−1), and boosts the carbocatalyst' stability. Our discovery sheds new light on new systems promoting the Fenton-like oxidation process by 1O2 nonradical species, it may be a long-lasting sustainable environmentally strategy for water remediation