Eco-compatible synthesis of new colorants and pigments by valorization of naturally occurring precursors (Synthèse éco-compatible de nouveaux colorants et pigments par valorisation de précurseurs d’origine naturelle) Chenal, Camille - (2024-12-19) / Université de Rennes Eco-compatible synthesis of new colorants and pigments by valorization of naturally occurring precursors Accéder au document :  https://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversion...

Langue : Anglais Directeur(s) de thèse:  Darcel, Christophe Discipline : Chimie moléculaire et macromoléculaire Laboratoire :  ISCR Ecole Doctorale : S3M Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie Mots-clés : phtalocyanine de cuivre , 2,5-diaminobenzoquinone , méthoxybenzoquinone , biomasse , chimie verte , analyse fonctionnelle Chimie verte Biomasse Lignocellulose

Résumé : L'urgence écologique actuelle exige la réduction des émissions de gaz à effet de serre provenant de l'utilisation des ressources fossiles. La biomasse lignocellulosique a été identifiée comme une source de carbone alternative importante, particulièrement pour la production de produits chimiques de haute valeur. La conscience écologique pour un environnement plus propre se développant rapidement incite fortement au développement de technologies plus éco-compatibles et suscite un intérêt croissant pour l’obtention de colorants d’origine naturelle non (moins) toxiques. Ce projet de recherche vise à proposer des alternatives durables de préparations (potentiellement industrialisables) de colorants en utilisant des ressources renouvelables. Dans une première partie de ce travail, l’utilisation des dérivés d’anhydride phtalique bio-sourcés, en mimant les synthèses pétro-sourcées a permis la préparation de plusieurs classes de colorants telles que la tétramethylphtalocyanine de cuivre de couleurs bleue, les triarylméthanes de couleur de rose à bleue, et l’anthraquinone marron. De plus des essais d’obtention d’iminiums conjugués ont été également réalisés. Dans une seconde partie de ce travail de thèse, l’utilisation de classes additionnelles de réactifs de départ bio-sourcés tels que l’huile issue de la dépolymérisation de la lignine, la vanilline et les acides férulique & sinapique, ont permis l’accès éco-durable à deux familles de benzoquinones ainsi qu’à leurs produits de post-fonctionnalisation : les 2,5-diaminobenzoquinones et les méthoxybenzoquinones. Notamment, l'approche DFT a permis un design assisté de molécules oximes colorées en calculant les spectres UV-visible d'absorption des composés post-fonctionnalisés. De façon très originale, des composés de type 2 phenylhydrazino-5-pyrrolidinobenzoqui-none ont été préparés. Abstract : The current ecological urgency requires an urgent reduction of greenhouse gas emissions mainly originating from the use of fossil resources. The lignocellulosic biomass has been identified as an important alternative carbon source, particularly for the production of high-value chemicals. In the area of pigments and dyes, the environmental awareness for a cleaner environment forces the development of more sustainable technologies, and an increasing interest the non(less)-toxic colorants from natural origin is currently significant. This project aims to design alternative greener synthesis of colorants starting from renewable resources. In a first part of this project, using bio-based phthalic anhydrides, and inspired from existing oil-based colorant synthesis, several classes of colored molecules such as blue copper tetramethylphthalocyanine, pink to blue triarylmethanes or brown anthraquinone derivatives were obtained. Additionally, attempts to obtain conjugated iminium compounds were made. In a second part, the use of others classes of bio-sourced starting materials derived from lignin such as lignin oil, vanillin and ferulic & sinapic acids, permitted the greener accesses to two families of bio-based benzoquinone compounds and to their post-functionalized derivatives: 2,5-diaminobenzoquinones and methoxybenzoquinones. DFT approaches has enabled an assisted design of colored oximes molecules calculating the UV-visible absorption spectra of the post-functionalized compounds. It should be also underlined the original access to 2-phenylhydrazino-5-pyrrolidino-benzoquinone derivatives.