6-O-glucose palmitate synthesis with lipase: Investigation of some key parameters

International audienceFatty acid sugar esters represent an important class of non-ionic bio-based surfactants. They can be synthesized from vinyl fatty acids and sugars with enzyme as a catalyst. Herein, the influence of the solvent, the lipase and the temperature on a model reaction between vinyl palmitate and glucose via enzymatic catalysis has been investigated and the reaction conditions optimized. Full conversion into 6-O-glucose palmitate was reached in 40 h in acetonitrile starting from a reactant ratio 1:1, at only 5%-wt loading of lipase from Candida antarctica B (CALB) without the presence of molecular sieves

Impact of Fatty Acid Structure on CALB‐Catalyzed Esterification of Glucose

International audienceEnzymatic synthesis of fatty acid glucose esters from different fatty acyl donors were performed via enzymatic catalysis in the presence of CALB, using acetonitrile as the solvent. The acyl donor nature (fatty acid or fatty acid vinyl ester) and structure were varied. Lower reaction rates and lower conversions were obtained with fatty acids in comparison to their corresponding vinyl esters. Moreover, the acyl donor with the longest chain length gave the highest conversions. The presence of unsaturation on the acyl donor chain was also shown to be detrimental to the conversion

Caractérisation et impact des différentes fractions d'une biomasse lignocellulosique pour améliorer les prétraitements favorisant sa méthanisation (utilisation de la paille de blé comme biomasse lignocellulosique d'étude)

La méthanisation est un processus biologique de transformation des matières organiques libérant principalement du méthane et du dioxyde de carbone. Cette technologie connaît un essor important pour la production de biométhane, source d énergie renouvelable. Elle présente cependant des rendements de dégradation faibles lorsque de la biomasse lignocellulosique est utilisée comme matière première. Pour optimiser son rendement, la paille de blé a été sélectionnée comme biomasse représentative et l impact sur la méthanisation de chacune des fractions (extractibles, hémicelluloses, cellulose et lignine) a été évalué. Une biomasse de synthèse a été construiteà partir des constituants pures de la paille de blé afin d évaluer l impact des interactions lignine-holocellulose. Le potentiel de méthanisation de différentes molécules phénoliques,provenant de la dégradation de la lignine, a été déterminé. Elles inhibent la méthanisation à l exception de trois d entres elles qui présentent un rendement de méthanisation élevé : les acides vanillique, l acide férulique et le syringaldéhyde. Différents prétraitements physique (le chauffage par échangeur thermique ou par irradiation aux micro-ondes ainsi que la sonication et le raffinage papetier) et chimique (la soude, l ammoniaque et l ozone) ont ensuite été sélectionnés, et leurs impacts sur lacomposition de la paille et sa méthanisation ont été mesurés. Les meilleurs rendements de méthanisation ont été obtenus suite à l exposition aux micro-ondes en présence de soude.Methanization or anaerobic digestion is a biological process to transform organicmatter into a gas mixture composed by a majority of methane and carbon dioxide. Thistechnology is developing rapidly for the production of biomethane as renewable energysource. However this biotechnological route has low performances when lignocellulosicbiomass is used as raw material.Wheat straw has been chosen as typical biomass and the role of each lignocellulosicfraction (extractives, cellulose, hemicelluloses and lignin) has been determined on theperformance of anaerobic digestion. A synthetic biomass has been built with different pureconstituents of the wheat straw to assess the impact of holocellulose-lignin interactions onmethanization. Then methane potential of various lignin degradation products (phenolicmolecules) has been studied. Majority of them have been shown an inhibitory effect butthree of them have been converted to methane: ferulic and vanillic acids andsyringaldehyde.Various physical pretreatments (heating, microwave irradiation, sonication andrefining) and chemical pretreatments (sodium hydroxide, ammonia and ozone) have beenselected to prepare the biomass to anaerobic digestion and their impacts on wheat strawcomposition have been evaluated. The best methanization yield has been obtained afterpretreatments by sodium hydroxide heating by microwave irradiation.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Synthesis and Characterization of Epoxy Thermosetting Polymers from Glycidylated Organosolv Lignin and Bisphenol A

International audienceDiglycidylether of bisphenol A and isophorone diamine (IPDA) are industrially used for polyepoxide curing. Herein, glycidylated Organosolv lignin (GOL) is cured with diglycidyl ether of bisphenol A and IPDA for intensive studies. Organosolv lignin (OL) is therefore first glycidylated with epichlorohydrin to a material with an epoxy content of 3.2 mmol g–1 and analyzed via FT‐IR, 1H and 31P NMR. Epoxy thermosets with up to 42 wt% GOL are cured in differential scanning calorimetry (DSC) crucibles, analyzing the residual reaction heat. Characterization of dog bone shaped specimens is described with regard to structural properties from scanning electron microscopy and FT‐IR, thermal properties by DSC and thermogravimetric analysis, as well as mechanical properties by dynamic mechanical analysis and stress/strain measurements. A lignin content between 8% and 33% leads to higher crosslinking density, resulting in a higher glass transition, lower swelling percentage, and increased stiffness (Young's modulus) if compared to non‐GOL polymers

Direct electrospinning of cellulose in the DBU-CO2 switchable solvent system

Abstract We report the use of the DBU-CO2 switchable solvent system for the direct electrospinning of cellulose. Two cellulose types were investigated, i.e. microcrystalline cellulose (MCC) and cellulose pulp (CP). The morphologies of the obtained cellulose fibers were studied using scanning electron microscopy and optical microscopy. Results obtained showed that only particles with mean diameter about 1.2 μm could be obtained when MCC was used, even at high concentration (10 wt%). In the case of CP, an optimized concentration of 4 wt% resulted in standing fibers with a mean diameter of about 500nm. In order to improve the spinnability of the cellulose, different concentrations and ratios of PVA in combination with cellulose were investigated. The combination of cellulose (both MCC and CP) resulted in the formation of a unique fiber morphology, characterized by a homogeneous bead-like structure. An in-depth study of the fiber structure was carried out using Raman spectroscopy and showed that both cellulose and PVA were present in the formed beads. Finally, the challenge observed remained a complete removal of the solvents, which are not volatile enough, as well as explore a coagulation collection process for the fiber recovery in order to recover and re-use the employed solvent. Graphic abstrac

Synthèse d'aminosucres conduisant à des biocides d'origine naturelle

Au cours de ce travail, différents glucosylamines et aminodésoxyglucoses ont été synthétisés et caractérisés par différentes méthodes spectroscopiques dont l IRTF, la RMN 1H, 13C et MALDI-Tof MS. L étude des propriétés biologiques de ces molécules réalisée, d une part, avec deux champignons du bois, Coriolus versicolor et Poria placenta, et d autre part, avec trois microorganismes potentiellement rencontrés dans des aliments, Listeria innocua, Salmonella typhimurium et Fusarium proliferatum ont indiqué une contribution positive de la N-alkylation, du degré de N-substitution et de la quaternisation sur l inhibition de leur croissance. Par ailleurs, l impact sur la bioactivité, de la position du groupe amine sur le sucre, a été étudié. Il a été montré que la position du groupe amine sur le C-1 du glucose conduisait à une activité antifongique contre C. versicolor et P. placenta plus prononcée alors que la position C-3 du glucose était favorable à une activité antimicrobienne contre L. innocua et S. typhimurium.In this study different glucosylamines and amino desoxyglucoses were synthesized and characterised using various spectroscopic methods including IRFT, both 1H and 13C NMR spectroscopy and MALDI-Tof MS. Biological assessment of these compounds realised with two wood decay fungi, Coriolus versicolor and Poria placenta on one hand, and with three food microorganisms Listeria innocua, Salmonella typhimurium and Fusarium proliferatum on other hand, indicated a positive impact of both N-alkylation and degree of N-substitution and quaternisation on their growth inhibition. Furthermore, a biological impact of the amine position on sugar was studied. It was found that amine function attached to the C-1 of glucose conducted to the best antifungal activity against both C. versicolor and P. placenta while that fixed on the C-3 of glucose was indicated for antibacterial activity against L. innocua and S. typhimurium.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Optimisation de la nitration et de la dépolymérisation de la cellulose

RésuméAbstractBORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Synthèse d'un biocide par modification chimique de chitosane

Notre objectif consiste, dans un premier temps, à synthétiser des biocides en valorisant des ressources renouvelables, comme le chitosane. Ce biopolymère est obtenu après déacétylation de la chitine, constituant de la paroi des crustacés et des insectes. Le biocide ainsi obtenu sera utilisé dans deux applications : 1. application à la préservation du bois. 2. application à la préservation des aliments par l'intermédiaire de bioemballages antibactériens. Le fil conducteur qui lie ces deux parties qui apparaissent à première vue très éloignées l'une de l'autre est le respect de l'environnement et la préservation de la santé publique. Ainsi, pour lutter contre ces dégradations biologiques, que le bois subit, il est traité par des produits chimiques, comme la créosote, le pentachlorophenol (PCP) et les sels métalliques. Cependant la carence des produits de préservation actuels vis-à-vis de l'environnement et leur nocivité pour les organismes non ciblés a conduit à leur interdiction totale ou partielle. D'autre part, la croissance microbienne à la surface des produits alimentaires est une cause majeure d'altération des aliments et le développement de souches pathogènes comme Listeria monocytogenes et Salmonella typhimurium posent aujourd'hui encore des problèmes de santé publique. De plus, les matériaux d'emballages à base de macromolécules synthétiques utilisés jusqu'à maintenant posent un problème de non renouvellement des ressources associé à un impact sur l'environnement négatif.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceMoroccoFRM

Conception, étude et réduction de l'hydrophilie d'emballages antimicrobiens à base de papier et de chitosane

Les emballages alimentaires antimicrobiens élaborés à partir de ressources renouvelables constituent une réponse aux problèmes de santé publique causés par les intoxications alimentaires, et aux problèmes de gestion des déchets d'emballages en matières plastiques synthétiques. L'élaboration de tels emballages a donc été envisagée ici sous la forme d'un système de papiers enduits de chitosane, un biopolymère à l'activité antimicrobienne démontrée. Cette étude s'est attachée à réduire le Coefficient de Transfert à la Vapeur d'Eau de tels matériaux, tout en conservant leur activité biologique. Deux approches ont pour cela été mises en place : Une approche "matériaux" consistant à enduire un mélange simple de chitosane et d'acide gras sur les papiers, Une approche chimique consistant à modifier chimiquement le chitosane tout en préservant son activité antimicrobienne. L'étude de l'influence de ces deux approches sur la structure des matériaux, sur la bioactivité et sur les propriétés classiques des emballages alimentaires a ensuite été réalisée (sensibilité à l'eau liquide, propriétés mécaniques, coefficient de transfert à l'oxygène). L'enduction du mélange simple chitosane-acide gras et l'utilisation de chitosane O-acylé n'ont pas permis de réduire le CTVE des matériaux, mais ceux-ci ont montré une activité efficace contre Listeria monocytogenes et Salmonella typhimurium ainsi qu'une résistance à l'eau liquide et des propriétés mécaniques intéressantes. Par ailleurs, pour la première fois, un dérivé du chitosane potentiellement bioactif a été oxydé en position C6 par le TEMPO. Enfin, une étude fondamentale des interactions eau-matériaux a été réalisée par RMN-basse résolution, conduisant à des corrélations avec les propriétés macroscopiques des emballages.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF