Valorisation de molécules biosourcées via des réactions de transfert d'atomes d'hydrogène photocatalysées. Application à la synthèse de matériaux polymères et de molécules d'intérêt biologique. // Valorization of biosourced molecules through photocatalyze

La Photochimie Organique qui s'appuie sur l'activation réactionnelle sans apport de chaleur par irradiation représente un atout majeur pour le développement de la chimie verte. Dans ce contexte, les réactions de transfert d'atomes d'hydrogène (Hydrogen Atom Transfer) photocatalysées sont particulièrement attractives pour synthétiser des composés hautement fonctionnalisés à haute valeur ajoutée à partir de matières premières renouvelables issues de la Biomasse. Malheureusement, ces réactions sont souvent catalysées par des métaux précieux tels que le Ruthénium ou l'Iridium ou sont effectuées sous irradiation ultraviolette. Pour pallier ces limitations, nous nous proposons dans le cadre de cette thèse, d'utiliser la lumière visible (l>380 nm) comme source d'énergie pour effectuer des réactions de transfert d'atomes d'hydrogène à l'aide d'un catalyseur peu couteux, non toxique appartenant à la famille des polyoxométallates (POM). Cette étude aura notamment pour objectif de développer une chimie radicalaire «verte» applicable à de nombreux domaines d'activité tels que la synthèse de molécules biologiquement actives ou l'élaboration de nouveaux matériaux. Les radicaux formés seront ensuite engagés dans diverses réactions d'additions radicalaires inter- ou intramoléculaires à forte économie d'atomes. Cet enchaînement réactionnel original devrait nous permettre d'accéder rapidement et efficacement à de nombreux composés d'intérêts. Les résultats préliminaires obtenus au laboratoire et non encore publiés soutiennent la faisabilité de cette stratégie. En point d'orgue, cette nouvelle méthodologie sera valorisée à travers la synthèse de nouveaux matériaux polymères et de molécules d'intérêt biologique.
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Organic Photochemistry, which relies on reactive activation without the need for added heat through irradiation, represents a major asset for the development of green chemistry. In this context, photocatalyzed hydrogen atom transfer reactions are particularly attractive for synthesizing highly functionalized compounds with added value from renewable raw materials derived from biomass. Unfortunately, these reactions are often catalyzed by precious metals such as ruthenium or iridium, or they occur under ultraviolet irradiation. To overcome these limitations, we propose, within the framework of this thesis, to use visible light (λ > 380 nm) as an energy source to carry out hydrogen atom transfer reactions using an inexpensive and non-toxic catalyst belonging to the family of polyoxometalates (POM).

This study aims to develop a green' radical chemistry applicable to various fields, including the synthesis of biologically active molecules or the creation of new materials. The formed radicals will then be involved in various inter- or intramolecular radical addition reactions with high atom economy. This original reaction sequence should allow us to quickly and efficiently access numerous compounds of interest. Preliminary results obtained in the laboratory, which have not yet been published, support the feasibility of this strategy. As a highlight, this new methodology will be showcased through the synthesis of novel polymer materials and biologically relevant molecules.'
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://uccs.univ-lille.fr/recrutement/sujets-de-theses

Financement d'une collectivité locale ou territoriale

Université de Lille

104 Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement

Les candidats retenus devront avoir obtenu leur Master (ou équivalent) avec d'excellentes notes. Il ou elle devra être également motivé(e), capable de travailler en équipe. Les candidats au Doctorat devront être titulaire d'un Master en Chimie Organique. Une expérience en catalyse et/ou en photochimie serait appréciée.
The selected candidates must have obtained their Master's degree (or equivalent) with excellent grades. They should also be motivatedand capable of working in a team. Candidates applying for a Ph.D. should hold a Master's degree in Organic Chemistry. Experience incatalysis and/or photochemistry would be appreciated