• Langue : Anglais
• Discipline : Molécules et matière condensée
• Identifiant : 2019LILUR068
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 17/12/2019

Résumé en langue originale

Les amines sont des intermédiaires très importants pour l’industrie chimique et la science de la vie, qui peuvent être synthétisés par différentes voies traditionnelles. L’amination catalytique d’alcools à base de métaux via le mécanisme dit “d'emprunt d'hydrogène” est un moyen relativement efficace et respectueux de l’environnement pour la synthèse de différentes amines primaires. Toutefois, certains problèmes subsistent, tels que le coût élevé des métaux nobles, la faible sélectivité en amines primaires, ainsi que la faible stabilité et la recyclabilité des catalyseurs. Pour résoudre ce problème, différentes stratégies ont été appliquées. Les dépôts de carbone produits lors du prétraitement des catalyseurs avec des alcools dans les conditions optimales ont été utilisés pour améliorer de manière importante la sélectivité de l’amination d’alcools en amines primaires (de 30-50 à 80-90%). Cette amélioration provient de l’empêchement stérique de l’hydrogénation des imines secondaires sur des nanoparticules de cobalt partiellement décorées au carbone. Une approche efficace pour protéger le catalyseur au cobalt de la désactivation par la promotion avec du bismuth liquide a été décrite pour l’amination sélective du 1-octanol. La N-alkylation d’amines par des alcools sur un catalyseur hétérogène, peu coûteux et efficace, à base d’hydroxyde de titane a également été proposée. Le catalyseur à faible acidité de Brönsted fournit une sélectivité supérieure à 90% en amines secondaires lors la réaction des alcools aromatiques et aliphatiques fonctionnalisés avec les amines.

Résumé traduit

Amines are very important intermediates for chemical industry and life science, which can be synthesized through different traditional routes. Metals based catalytic amination of alcohols via the so-called “hydrogen borrowing” mechanism is a relative efficient and environmental benign way for synthesis of different primary amines. However, there are still some challenges exist, such as high cost of noble metals, low selectivity of primary amine products, and poor stability and recyclability for industrial applications. To solve these problems, different strategies have been applied in this thesis. Carbon deposition produced by catalyst pre-treatment with alcohols under the optimized conditions has been employed for major enhancement of the selectivity of alcohol amination to primary amines (from 30-50 to 80-90%), which arises from steric hindrance in hydrogenation of bulky secondary imines as intermediate products over partially carbon-decorated cobalt nanoparticles. An efficient approach to protect cobalt catalyst from catalytic deactivation by liquid bismuth promotion with different loading content was disclosed for selectively amination of 1-octanol. The N-alkylation of amines by alcohols over a cheap and efficient heterogeneous catalyst-titanium hydroxide was also proposed. The catalyst with mild Brönsted acidity provides the selectivity higher than 90% to secondary amines for functionalized aromatic and aliphatic alcohols and amines at high catalytic activity and stability.