Les systèmes initiateurs redox de réactions de polymérisation combinent généralement un agent réducteur métallique et une source d'amorçage radicalaire formée par réduction d'un composé organique. Les exemples où le monomère est lui-même un des composants de la paire redox sont rares et font appel à des complexes supramoléculaires de métaux alcalins instables et dangereux à manipuler. Des chercheurs de l'Institut de chimie radicalaire (CNRS/AMU) ont montré que des donneurs d'électrons organiques (DEO), source d'électrons alternative aux réducteurs métalliques, sont de très bons initiateurs de réactions de polymérisation. Ces résultats, parus dans la revue
Angewandte Chemie International Edition, permettent d'envisager de nouvelles méthodologies de synthèse économiques et plus respectueuses de l'environnement.
Pour fabriquer un polymère, il est nécessaire d'initier la réaction en utilisant un mode d'activation externe faisant appel à des métaux et/ou à des amorceurs potentiellement toxiques et explosifs dont on aimerait pouvoir se passer. Les chercheurs de l'Institut de chimie radicalaire viennent pour la première fois de réaliser la polymérisation de divers monomères de type alcène activé ou ester cyclique à partir d'agents réducteurs totalement organiques, sans l'utilisation de co-initiateurs ou de tout autre mode d'activation externe. Ils sont ainsi parvenus à réaliser une large gamme de polymères et bio-polymères.
L'étude mécanistique a mis en évidence un mode d'initiation par transfert d'électrons du DEO vers le monomère menant à sa réduction suivie de sa polymérisation par voie anionique. Ces résultats montrent un recours original à la réactivité des donneurs d'électrons organiques, encore jamais utilisés pour l'activation de groupements fonctionnels de type alcène, lactone, ou dans des procédés intermoléculaires de polymérisation. Efficace, rapide et réalisé à température ambiante, ce procédé répond ainsi aux exigences de méthodologies de synthèse économiques, sûres, et respectueuses de l'environnement.
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Julie Broggi, Marion Rollet, Jean-Louis Clément, Gabriel Canard, Thierry Terme, Didier Gigmes et Patrice Vanelle Polymerization initiated by organic electron donors
Angewandte Chemie International Edition, 8 avril 2016
DOI: 10.1002/anie.201600327
Contact chercheur:
Julie Broggi, Institut de chimie radicalaire – Marseille