Thèse Couplages Photo et Thermocatalytiques d'Esters pour la Synthèse d'Alcènes Biosourcés H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes Laboratoire de recherche : NIMBE - Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie - DRF/IRAMIS Direction de la thèse : Lucile ANTHORE-DALION ORCID 0000000301489947 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59 Ce projet de thèse vise à développer des méthodes de synthèse organique durables en utilisant des esters carboxyliques comme substrats alternatifs aux produits pétroliers. L'objectif est de démontrer que les esters d'alkyle peuvent servir d'électrophiles dans des réactions de couplage croisé avec des alcènes, en développant des systèmes catalytiques appropriés. Le projet se divise en deux étapes : d'abord, identifier des catalyseurs capables de rompre la liaison C-O des esters, puis coupler ces catalyseurs à un catalyseur organométallique pour effectuer le couplage avec les alcènes. Les méthodes incluent des études expérimentales et théoriques, avec une utilisation de la catalyse duale et des techniques d'analyse avancées. Le laboratoire dispose des équipements nécessaires pour mener à bien ce projet, et le doctorant développera des compétences en catalyse homogène, analyse et synthèse organique. L'accès facilité à l'énergie et aux matières premières carbonées offert par les ressources fossiles a permis une croissance rapide de la société. Néanmoins, l'épuisement attendu des ressources fossiles et le changement climatique exigent de se tourner vers un modèle plus durable. Les matières premières biosourcées sont une source prometteuse de carbone pour remplacer les produits pétrochimiques, mais elles nécessitent un changement radical du modèle actuel. Alors que le paradigme actuel repose sur la production d'énergie et de molécules organiques à haute valeur ajoutée par des étapes d'oxydation, un modèle basé sur l'économie circulaire du carbone, c'est-à-dire la transformation du CO2 et de la biomasse qui sont déjà des matériaux fortement oxydés, requiert le développement de nouvelles méthodologies de réduction, de désoxygénation et d'utilisation directe de liaisons oxygénées pour accéder à des molécules organiques fonctionnalisées et utiles.
En chimie organique, les réactions de couplage croisé représentent l'un des principaux outils permettant de créer des liaisons C-C. Cependant, elles reposent encore aujourd'hui principalement sur l'utilisation d'halogénures organiques comme électrophiles. L'objectif de cette thèse est de développer de nouveaux systèmes catalytiques permettant d'activer la liaison C-O des esters organiques, en particulier des formiates, pour les utiliser dans des réactions de couplage croisés avec des alcènes. Les esters peuvent en effet être directement biosourcés ou facilement synthétisés à partir d'acides carboxyliques et d'alcools, diminuant ainsi l'impact environnemental de la formation de la liaison carbone-carbone. Développer une famille de catalyseurs capables de rompre la liaison C-O des formiates d'alkyles dans des conditions réactionnelles douces
Etudier la compatibilité de ces catalyseurs avec des catalyseurs organométalliques pour aller vers un couplage de type Heck spéciation des espèces/études mécanistiques....

Le/la doctorant(e) développera ses compétences en (photo)catalyse, en synthèse organique et organométallique, en travaillant sous atmosphère inerte (lignes de Schlenk, boîtes à gants), ainsi qu'en analyse de composés chimiques (RMN, GC-MS, IR, rayons X). Le/la doctorant(e) aura accès aux techniques modernes pour le développement de systèmes catalytiques, comme l'expérimentation à haut débit (HTE) ou les calculs théoriques au niveau DFT, et y sera formé(e) s'il/elle le souhaite. De même, des études mécanistiques poussées pourront être réalisées en interne au laboratoire ou en collaboration avec des photophysiciens si nécessaire.

Le candidat ou la candidate doit être titulaire d'un master en chimie organique ou chimie moléculaire. Une expérience en catalyse et/ou une curiosité pour les mécanismes réactionnels seront appréciées.

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