Polymère et Hétérochimie (équipe 7)

Membres : Loic Le Pluart, Dr Isabelle Dez, Dr Cyprien Lemouchi, Chloé Jonqua, Dr Romuald Herbinet,

Les travaux de recherche développés par le groupe s’articulent autour des thèmes de la chimie des matériaux et de la chimie pour le développement durable.

De nouveaux matériaux catalytiques basés sur l’immobilisation d’une phase liquide ionique sur des biopolymères ont été développés par le groupe. L’utilisation de ces catalyseurs combine des avantages de la catalyse homogène (bonne activité et sélectivité) et de la catalyse hétérogène (recyclage efficace du catalyseur). Les biopolymères marins ont été utilisés en tant que support en raison de leur abondance, de leur faible coût, de leur insolubilité dans les solvants organiques et de leur facilité à être transformés. Les performances de ces matériaux catalytiques ont été entre autres démontrées dans le cadre de réactions d’allylation catalysées au palladium, ou de métathèse catalysée au ruthénium. La compréhension des interactions entre le catalyseur, le liquide ionique et le biopolymère ainsi que leur impact sur l’efficacité des matériaux catalytiques est étudiée dans différents projets développés en collaboration avec l’équipe Calipso. L’utilisation des liquides ioniques et de la réaction de métathèse ont également été appliqués par notre groupe, en collaboration avec l’équipe Calipso et l’université du Mans, au développement de travaux de recherche sur la dégradation contrôlée de polyisoprène afin d’obtenir des oligomères téléchéliques à partir de déchets pneumatiques.

Depuis 10 ans le groupe développe également des travaux dédiés au développement de nouveaux monomères pour une utilisation dans le domaine des adhésifs dentaires. Ces travaux s’étendent de la synthèse de monomères originaux porteurs de fonction acide phosphonique ou difulorophosphonique, à la formulation des adhésifs, l’étude de leur photopolymérisation jusqu’à la caractérisation de l’adhésion à la dentine par le biais des nombreuses collaborations développées (Equipe FOB du LCMT, faculté dentaire de Montrouge, Ecole des Mines de ST Etienne, Monash University).Le fort potentiel de ces monomères nous a permis de valoriser ces recherches par la prise de brevets et le développement de partenariats avec des industriels du secteur dentaire.

Enfin, notre groupe consacre une part de son activité au développement de matériaux polymères contribuant à l’amélioration de l’efficacité énergétique. Ainsi, par exemple, l’utilisation dans les industries du transport de composites contenant des nanocharges ou des renforts biosourcés en substitution aux renforts traditionnels, permet de diminuer de façon significative la densité des matériaux et donc leur impact énergétique. L’optimisation des propriétés de ces matériaux passe souvent par l’utilisation de la chimie afin d’améliorer l’état de dispersion du renfort ou d’améliorer l’adhésion entre le renfort et la matrice.

Mots-Clés:

• Matériaux Polymères
• Synthèse et auto-assemblage de polymères conjugués
• Biopolymères
• Elastomères
• Nanocomposites

Membres : Dr Nathalie Bar

Le groupe travaille sur deux thèmes expérimentaux qui se recoupent et qui sont liés à la « chimie verte » et la catalyse.

Nouvelles méthodologies de synthèse organique respectueuses de l’environnement
Nous avons été pionnier dans le développement  des réactions supportées (1980), des réactions sans solvant (1983), des réactions sous irradiation micro-ondes (1989).

Nous développons de nouvelles technologies en synthèse utilisant des phases solides ou des liquides ioniques :
– réactions par chromatographie sur colonne (Wittig-Horner)
– synthèse de nouveaux liquides ioniques chiraux ou résistants à haute température et leurs applications (réactions de lactonisation, couplage oxydant, applications analytiques).
– synthèse sans solvant ou dans l’eau ou / et sous irradiation micro-onde (synthèses de lactones, synthèses d’acides phosphoniques)

Synthèse de nouveaux acides phosphoniques et applications
Nous avons développé de nouvelles synthèses d’acides phosphoniques et nous avons cherché à les valoriser par des applications diverses développées en collaboration avec des laboratoires de chimie (électrochimie, chimie analytique et séparative, nanomatériaux, matériaux).

En effet les acides phosphoniques étant des agents complexant des ions métalliques, nous les avons utilisés comme :
– agent extractant (extraction sélective d’ions métalliques)
– agent précurseur de matériaux hybrides organique-inorganique : préparation de catalyseurs, de matériaux microporeux.
– agent pour la modification de la surface d’oxydes inorganiques (agent anticorrosion, immobilisation de catalyseurs, fonctionnalisation de nano-particules magnétiques)

Indépendamment de l’aspect synthèse, depuis trente ans, nous avons une tradition de collaboration avec des laboratoires de chimie théorique et chimio-informatique sur des applications en chimie organique.
Actuellement nous nous intéressons à la problématique de l’ acidité carbonée liée avec nos applications synthétiques de catalyse en utilisant des méthodes quantiques (DFT) et aux applications en  prévision des relations structure-activités (QSAR) en utilisant des méthodes chimio-informatiques (réseaux neuronaux, machines à vecteur support, noyau de graphes).

Mots-Clés:

• Chimie verte
• Catalyse