Catalyseur de métathèse supporté sur une silice poreuse : étude d’un réacteur à recirculation.

 

La métathèse a fait ses preuves pour la synthèse de molécules complexes par formation de doubles liaisons C=C. L’un des principaux inconvénients de la métathèse est le prix du catalyseur (pas toujours facile à récupérer en fin de réaction) et la contamination des produits de réaction par des traces de métal, très gênantes pour l’industrie pharmaceutique.

 

Pour outrepasser ces problèmes, des catalyseurs supportés sur des supports solides (permettant la récupération du catalyseur en fin de réaction) ont été développés et sont toujours en développement.

L’idée de réaliser des réactions de métathèse à l’aide de système à flux continu mettant en jeu de tels catalyseurs supportés n’est pas nouvelle mais n’a finalement été que peu étudiée.

 

L’équipe de Su Seong Lee et Jackie Ying s’est intéressée au problème et a développé un nouveau catalyseur de métathèse supporté sur une silice poreuse.

 

 

La silice supportant le catalyseur est placée dans une cartouche de réaction chauffée à 50°C dans laquelle circule un flux continu d’un substrat dissout un solvant.

Les premiers résultats ont montré que si la réaction avait bien lieu, le catalyseur se désactivait rapidement, un problème très probablement dû à la production d’éthylène lors de la réaction.

 

Le design du système fut donc revu et passa d’un simple système en flux continu à un système à recirculation. Dans celui-ci, le substrat en solution circule et recircule à travers la cartouche du catalyseur jusqu’à ce que tout le produit de départ ait réagi.

Sur le circuit est intercalé un dégazeur permettant d’éliminer l’éthylène formé.

 

 

De cette façon, différents substrats ont été cyclisés avec des bons rendements en quelques tours (de 8 à 10 en général), sans aucune trace de produits secondaires (souvent rencontrés dans les autres systèmes).

 

 

Il a de plus été montré que le taux de ruthénium relargué par le catalyseur diminuait au fur et à mesure que le solvant recircule dans la cartouche, passant par exemple de 8,4 ppm pour les 4 premiers tours à 2,9 ppm au bout de 8 tours…

Il semblerait donc que le ruthénium soit recapturé par la cartouche au fur et à mesure des tours…

 

 

Source : Lim, J.; Lee, S.S.; Ying, J.Y., Chem. Commun., 2010, 46, 806