Note ABES Enzyme-catalyzed synthesis of polyesters by step-growth polymerization : a promising approach towards a greener synthetic pathway Catalyse enzymatique de polycondensation pour les polyesters biosourcés : une approche prometteuse vers une voie de synthèse plus verte Catalyse enzymatique Lévoglucosane Enzymatic catalysis Polyesters Biobased polymers Lipase Furan Levoglucosan Polyesters aliphatiques Synthèse (chimie) Enzymes immobilisées Cinétique enzymatique Polymères biosourcés Polycondensation Lipases Furanes La polymérisation catalysée par des enzymes a fait l'objet d'une attention croissante ces dernières années en tant qu’alternative écologique à la catalyse à base de métal. L'objectif de notre travail est de synthétiser une série de polyesters par catalyse enzymatique basée sur différents diols et diesters aliphatiques et aromatiques, où nous nous sommes concentrés sur l'influence des paramètres de réaction, des structures de monomères et avons décrit les avantages et les limites de la catalyse enzymatique dans la synthèse de polymères. L'enzyme utilisée tout au long de nos travaux était Novozym 435, une lipase de Candida antarctica, immobilisée sur une résine acrylique. Dans le Chapitre 1, nous avons passé en revue les différentes méthodes et approches utilisées dans la littérature pour synthétiser des polymères par catalyse enzymatique. Dans le Chapitre 2, nous avons effectué la réaction entre l’hexane-1,6-diol et l'adipate de diéthyle via une approche de polycondensation en deux étapes où nous avons évalué l'effet de certains paramètres sur la masse molaire moyenne en nombre (Mn). L'effet de la température, du vide et de la charge enzymatique a été déterminé à l'aide d'un plan d’expérience de type plan composite centré. D'autres facteurs tels que le milieu réactionnel, le temps d'oligomérisation et la recyclabilité de l’enzyme ont également été évalués. Dans le Chapitre 3, des copolyesters à base de furane ont été synthétisés, où nous avons montré que nous pouvons incorporer des quantités plus élevées de dérivés furaniques lors de l'utilisation de diols aliphatiques avec des chaînes plus longues tels que le dodécane-1,12-diol. Dans le Chapitre 4, le lévoglucosan, une structure cyclique anhydre à 6 carbones et un produit de pyrolyse d'hydrates de carbone tels que l'amidon et la cellulose, a réagi avec des diesters de différentes longueurs de chaîne en présence de diols aliphatiques et de Novozym 435 comme catalyseur. Les polyesters produits étaient limités en terme de masse molaire moyenne en nombre (Mn) et de quantité de lévoglucosan incorporée. En augmentant la longueur du diester, nous avons augmenté la quantité de lévoglucosan incorporée ainsi que la masse molaire moyenne en nombre. Enzyme-catalyzed polymerization have been witnessing a growing attention in recent years as an eco-friendly substitute to metal-based catalysis. The objective of our work is to synthesize a series of polyesters via enzymatic catalysis based on different aliphatic and aromatic diols and diesters, where we focused on the influence of reaction parameters, monomer structures, and depicted the advantages and limitation of enzymatic catalysis in polymer synthesis. The enzyme used throughout our work was Novozym 435, a lipase from Candida antarctica, immobilized on an acrylic resin. In Chapter 1, we reviewed the different methods and approaches used in the literature to synthesize polymers via enzymatic catalysis. In Chapter 2, we performed the reaction between hexane-1,6-diol and diethyl adipate via a two-step polycondensation approach where we monitored the effect of certain parameters on the number average molecular weight (Mn). The influence of temperature, vacuum, and the amount of enzyme loading were determined using a central composite design. Other factors such as the reaction media, oligomerization time, and catalyst recyclability were also assessed. In Chapter 3 furan-based copolyesters were synthesized, where we showed that we can incorporate higher amounts of furan when using aliphatic diols with longer chains such as dodecane-1,12-diol. In Chapter 4, levoglucosan, an anhydrous 6-carbon ring structure and a pyrolysis product of carbohydrates such as starch and cellulose, was reacted against different chain length diesters in the presence of aliphatic diols and Novozym 435 as a catalyst. The polyesters produced were limited in their number average molecular weight (Mn) and the amount of levoglucosan that was successfully incorporated into the polymeric structure. Nevertheless, by increasing the chain length of the diester, we were able to produce a copolymer containing higher amounts of levoglucosan and a higher molecular weight. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 12101340 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2021/2021LILUR030.pdf https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.fr/2021LILUR030/abes https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.hal.science/tel-04221301 https://theses.hal.science/tel-04221301 Nasr Kifah Nasr 1991-09-26 LB 25907022X https://theses.fr/2021LILUR030 2021LILUR030 https://doi.org/10.70675/b1ef1a77z5ed6z4214zbd5bz81d8c68df07f 2021-09-20 Chimie des matériaux Université de Lille (2018-2021) 223446556 Université de Mons (Belgique) MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 190187433 Doctorat Docteur es non oui Raquez Jean-Marie MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 132792605 Zinck Philippe MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 108865037 Gerbaux Pascal MADS_PRESIDENT_DU_JURY 225853809 Favrelle-Huret Audrey MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 133976114 Bernaerts Katrien MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 Bounor-Legaré Véronique MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 034577696 Allais Florent MADS_RAPPORTEUR_1 185080774 Peruch Frédéric MADS_RAPPORTEUR_2 152900748 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 3209 161608809 ddc:540 Université de Mons Raquez Jean-Marie Zinck Philippe Gerbaux Pascal Favrelle-Huret Audrey Bernaerts Katrien Bounor Véronique Allais Florent Peruch Frédéric École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord) Unité de Catalyse et Chimie du Solide (UCCS) PDF 12101340