Réactions dans un ballon classique ou en flux continu ???

 

La chimie en flux continu fait parti des avancées récentes de cette science et de nombreuses méthodologies ont été développées pour adapter les réactions classiques de la chimie (synthèse d’hétérocycles, réactions pallado-catalysées par exemple) à cette nouvelle façon de travailler.

 

La chimie en flux continue est parfois présentée comme permettant d’améliorer les rendements de certaines réactions par un mélange plus rapide des réactifs ainsi que par des transfert de chaleur accélérés. Mais les bénéfices sont-ils réels ?

Est-ce que nous ne nous laissons pas emporter par cette nouvelle vague (désolé pour l’humour) sans réelle justification ? Ou alors les bénéfices sont-ils bien réels ?

 

Plusieurs chercheurs menés par John Blacker, Alan Armstrong, Joao Cabral et Donna Blackmond ont récemment apporté un début de réponse.

 

Ils ont montré que pour une réaction d’aldolisation organocatalysée, les résultats étaient identiques pour les deux façons de travailler, de même que pour une alkylation assymétrique d’aldéhydes (en termes de rendements et d’excès énantiomérique).

 

Fig. 1 : Conversion en réacteur classique (flask) ou en flux continu à différentes températures. Les deux méthodes se recoupent.

 

Fig. 2 : Vitesse de réaction et excès énantiomérique pour la réaction d’alkylation d’aldéhyde en réacteur ou flux continu. Les résultats sont sensiblement identiques.

 

De plus, le suivi de réaction et la mesure de différents paramètres (par exemple pour réaliser un suivi de la cinétique d’une réaction) sont actuellement bien plus facilement réalisables en utilisant un réacteur classique (dans le lequel il suffit de faire un prélèvement ou d’immerger une sonde de mesure) que pour un système continu où des sondes devraient être intercalées à intervalles réguliers tout le long du flux.

Même si de tels systèmes sont actuellement en développement, ils ne sont pas encore globalement disponibles.

 

Les auteurs concluent en précisant qu’il n’existent actuellement pas de règles stricte permettant de choisir selon quelle méthode réaliser sa réaction. Ils proposent cependant un arbre de décisions permettant d’aider le chercheur dans son choix.

 

Fig. 3

 

Quoiqu’il en soit, de tels systèmes sont promis à un bel avenir si l’on en croit le nombre d’articles publiés sur le sujet et la qualité du travail effectué (de la ‘’simple ‘’méthodologie à la synthèse totale de molécules complexes). Il faut reconnaître à chaque techniques ses mérites (notamment la suppression possible de fastidieuses étapes de purification pour la chimie en flux continu) et ne pas vanter l’une ou l’autre plus que de raison.

 

 

Source : Valera F.E., Quaranta M., Moran A., Blacker J., Armstrong A., Cabral J.T., Blackmond D.G., Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI : 10.1002/anie.200906095