Réduction sélective de composés organiques en conditions subcritiques

Abstract

Aromatic amines are widely regarded as promising reaction intermediates for the production of dyes, antioxidants, pharmaceuticals and agricultural chemicals. The most widely used method for the preparation of aromatic amines is catalytic hydrogenation in general. The catalytic hydrogenation processes of nitroaromatic compounds use transition metals, such as (Pt, Ni, Pd, ..), organic solvents and hydrogen source like H2. However, the use of metal catalysts has certain disadvantages such as the high cost, recycling of the system, as well as certain environmental concerns. Organic solvents were also used during these processes, which required high energy consumption for the recovery of aromatic amines. Finally, the use of H2 can also lead to safety risks. In the present work, “green” and safe processes for the reduction of nitroaromatic compounds into aromatic amines in the presence of carbonaceous materials or lignocellulosic biomass under subcritical conditions have been developed. Initially, our interest in this work focused on the direct use of carbon which has the advantages, its low cost and its availability, this gave rise to a new process that is "greener" and safer. The reaction mechanism of the latter was studied using CIRCE software which is thermodynamic software based on the Monte Carlo method. This process was then applied to various aromatic nitro compounds substituted by an organic function in particular for the preparation of 3-aminobenzoic starting from 3-nitrobenzaldehyde. Subsequently carbonaceous materials were replaced by lignocellulosic biomass which is sawdust impregnated with a base in water in the subcritical state. Indeed, water known as a green solvent could involve new "green" processes in critical conditions and generate H2 makes it possible to supply the dihydrogen necessary for the feasibility of the reaction.Les amines aromatiques sont largement considérées comme des intermédiaires réactionnels prometteurs pour la production de colorants, d'antioxydants, de produits pharmaceutiques et de produits chimiques agricoles. La méthode la plus utilisée pour la préparation des amines aromatiques est l’hydrogénation catalytique en général. Les procédés d'hydrogénation catalytique des composés nitroaromatiques utilisent des métaux de transition, tels que (Pt, Ni, Pd,..), de solvants organiques et source d’hydrogène comme H2. Cependant, l'utilisation de catalyseurs métalliques présente certains inconvénients tels que le coût élevé, le recyclage du système, ainsi que certaines préoccupations environnementales. Les solvants organiques ont également été utilisés au cours de ces processus, ce qui a nécessité une consommation d'énergie élevée pour la récupération des amines aromatiques. Enfin, l’utilisation de H2 peut entraîner également des risques liés à la sécurité. Dans le présent travail, des procédés « verts » et sûrs pour la réduction des composés nitroaromatiques en amines aromatiques en présence de matériaux carbonés ou de biomasse lignocellulosique dans des conditions subcritiques ont été développés. Dans un premier temps notre intérêt dans ce travail s'est porté sur l'utilisation directe du carbone qui présente comme avantages, son faible coût et sa disponibilité, cela a donné lieux à un nouveau procédé plus « vert » et plus sécuritaire. Le mécanisme réactionnel de ce dernier a été étudié en utilisant le logiciel CIRCE qui est un logiciel de thermodynamique basé sur la méthode de Monte Carlo. Ce procédé a été ensuite appliqué à différents composés nitrés aromatiques substitués par une fonction organique en particulier pour la préparation du 3-aminobenzoique à partir du 3-nitrobenzaldehyde. Par la suite les matériaux carbonés ont été remplacés par de la biomasse lignocellulosique qui est la sciure de bois imprégné par une base dans l’eau à l’état subcritique. En effet l'eau connue comme solvant vert pourraient impliquer de nouveaux procédés « verts » en conditions critiques et engendrer H2 permet d’apporter le dihydrogène nécessaire pour la faisabilité de la réaction