Synthèse de catalyseurs homogènes pour la transformation de polyols bio-sourcés // Design of Homogeneous Catalysts for the Transformation of Bio-Based Polyols

Les amines sont des composés essentiels à haute valeur ajoutée, utilisés dans de nombreux domaines industriels (pharmacie, solvants, agrochimie, etc.). Face à la nécessité de limiter notre dépendance aux ressources fossiles, la production d’amines à partir de biomasse constitue une voie prometteuse. Ce projet de thèse vise à développer des catalyseurs homogènes innovants et durables pour l’amination de polyols bio-sourcés via la méthodologie d’auto-transfert d’hydrogène, une transformation générant uniquement de l’eau comme sous-produit.

L’objectif principal est de concevoir une bibliothèque de complexes organométalliques à base de métaux abondants (nickel, cuivre), associés à des ligands bio-sourcés. Le projet s’inscrit pleinement dans les principes de la chimie verte, en cherchant à maximiser le pourcentage de carbone bio-sourcé dans l’ensemble du système réactionnel (catalyseur, substrats, solvants).

Le travail de thèse inclura la synthèse et la caractérisation des complexes catalytiques, leur mise en œuvre en catalyse homogène, l’optimisation des conditions réactionnelles et l’évaluation fine des performances et de la durabilité du système.

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Amines are highly valuable industrial compounds, widely used in pharmaceuticals, agrochemicals, solvents, detergents, and polymer precursors. As the need to reduce our dependence on fossil resources becomes increasingly urgent, the transformation of biomass into high-value products is a key challenge and particularly the synthesis of bio-based amines.

This PhD project aims to develop efficient, environmentally benign homogeneous catalysts for the amination of bio-based polyols through hydrogen autotransfer reactions, a sustainable approach producing only water as a by-product. The work will focus on designing and synthesizing a library of bio-sourced organometallic complexes based on earth-abundant, low-toxicity metals such as copper and nickel. These catalysts will be tailored bio-based ligands.

The goal is to create a catalysis system (substrates, catalyst, solvent) fully aligned with green chemistry principles, aiming for high bio-based carbon content and minimal environmental impact. Particular attention will be paid to reaction selectivity, substrate solubility, and the fine-tuning of catalytic properties through ligand and complex design.

Cette thèse sera réalisée à l’Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP). L’IC2MP est une unité mixte de recherche (UMR) multidisciplinaire de l’Université de Poitiers et du CNRS (INC et INSU) dans les domaines de la chimie et des géosciences de la surface (UMR 7285). Créé en 2012, il résulte de la fusion de quatre UMR (LACCO, LCME, SRSN et HYDRASA) historiquement présentes à Poitiers depuis plus de 40 ans. Il regroupe environ 260 personnes (une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs et environ 50 personnels techniques permanents, et autour de 110 non permanents dont 90 doctorants). L’IC2MP a un parc analytique très important rassemblé dans la plateforme PLATINA. Une boîte à gant est également disponible ainsi que tout le matériel nécessaire à la manipulation de composés sensibles à l’oxygène et/ou l’humidité.

Depuis sa création, l’IC2MP a développé une politique scientifique autour de la chimie durable en intégrant plus particulièrement (1) la synthèse de molécules et matériaux selon des procédés économes en atome et en énergie et (2) leurs interactions avec les milieux naturels (réactivité, transfert, bioaccumulation, persistance, etc.) Cette association chimie-géoscience permet à l’IC2MP d’intégrer des problématiques environnementales sur un large domaine de la chaine de valeur d’un procédé en intégrant de manière globale toutes les étapes d’un processus de transformation d’un composé chimique et de pouvoir proposer des solutions scientifiques et technologiques de la conception aux implications environnementales.

Les axes de recherches se focalisent sur les ressources (carbone, eau, molécules naturelles),  leurs transformations et leurs interactions avec les milieux naturels.

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This PhD will be carried out at the Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP). IC2MP is a multidisciplinary joint research unit (UMR 7285) of the University of Poitiers and the CNRS (INC and INSU), working at the interface of chemistry and surface geosciences. Established in 2012, it is the result of the merger of four former UMRs (LACCO, LCME, SRSN, and HYDRASA), all of which had been active in Poitiers for over 40 years.

The institute brings together approximately 260 people, including about 100 researchers and teacher-researchers, 50 permanent technical staff, and around 110 non-permanent members, including 90 PhD students. IC2MP hosts an extensive suite of analytical instrumentation grouped within the PLATINA platform. A glovebox and all necessary equipment for the manipulation of air- and moisture-sensitive compounds are also available.

Since its creation, IC2MP has developed a scientific strategy centered on sustainable chemistry, with a particular focus on (1) the synthesis of molecules and materials using atom- and energy-efficient processes, and (2) their interactions with natural environments (reactivity, transfer, bioaccumulation, persistence, etc.). This combination of chemistry and geosciences enables IC2MP to address environmental issues across the full value chain of chemical processes from design to environmental impact and to propose innovative scientific and technological solutions.

Research at IC2MP focuses on resources (carbon, water, natural molecules), their transformation, and their interaction with the environment.

Le/la candidat·e devra avoir une formation en chimie organique et/ou chimie de coordination. Une première expérience en synthèse serait appréciée, notamment sous atmosphère inerte, bien que non obligatoire. Des connaissances en chimie analytique (RMN, HPLC) seront un plus. Rigueur, autonomie et goût pour le travail expérimental sont des qualités attendues.

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The ideal candidate should hold a Master’s degree (or equivalent) in chemistry with a background in organic chemistry and/or catalysis. Previous experience in synthetic chemistry, including under inert atmosphere, is a plus but not mandatory. Familiarity with analytical techniques such as NMR or HPLC is desirable. The candidate is expected to be rigorous, motivated, and enthusiastic about experimental work.