L’industrie des tensioactifs recherche toujours de nouvelles molécules aux caractéristiques fonctionnelles précises et répondant aux exigences environnementales de plus en plus strictes1.
Les tensioactifs sont de plus en plus utilisés dans les formulations2 et une partie pollue malheureusement la nature.
Ceci justifie la production de composés à la fois économiques et respectueux de l’environnement.
Les végétaux constituent une source inépuisable et diversifiée de matériaux de base, et afin de rentabiliser au mieux leur potentiel l’utilisation d’une partie de cette biomasse dans des applications diverses (énergétiques, tensioactifs, pharmaceutiques,…)3 doit être envisagée afin de substituer les ressources pétrochimiques par des procédés moins polluants.
Les huiles végétales font partie des ressources renouvelables les plus abondantes et leurs produits dérivés parmi les plus utilisés par l’industrie chimique (lubrifiants, surfactants, additifs….).
Les corps gras sont aussi des substrats intéressants pour de nombreuses réactions de la synthèse organique moderne.
Les tensioactifs à base de sucres possèdent un caractère amphiphile car constitués d’un groupement hydrophile et d’une chaîne grasse.
Ils ont ainsi une affinité particulière pour les interfaces air/eau et eau/huile et en conséquence, la capacité d’abaisser l’énergie libre de ces interfaces.
Ce phénomène est à la base de la stabilisation de systèmes dispersés4.
Thèse de Cédric EPOUNE (janvier 2009 - janvier 2012)
PARTENARIAT(S)
Ce projet de doctorat associe deux équipes de l’Institut Carnot LISA, l’équipe lipochimie de l’ITERG (Pessac) dirigée par C. Alfos, spécialisée dans les procédés de transformations des huiles, et l’équipe de Y. Queneau du laboratoire de Chimie Organique de l’INSA de Lyon (CNRS UMR 5246 ICBMS), spécialisée dans la chimie des sucres et la chimie des ressources renouvelables et l’étude fondamentale des relations structure-propriétés des glycolipides synthétiques, dans le cadre d’une thèse en co-direction.
OBJECTIFS
L’objectif de cette thèse est d’étudier la synthèse et les propriétés d’une nouvelle famille de glycolipides amphiphiles obtenus par réaction de sucres avec des huiles végétales époxydées ou les esters méthyliques correspondants. Ces agro-tensioactifs pourront être obtenus par ouverture de la fonction époxyde par un polyol d’origine végétale, et/ou par transestérification de leur fonction ester, et ceci de façon sélective ou concomitantes pour accéder à diverses structures (Schéma 1).
TRAVAUX 2009
La thèse menée par Cédric EPOUNE a commencé en janvier 2009. Pour cette première année, il s’agissait dans un premier temps de mettre en place un ou plusieurs procédés opératoires optimisés, si possible dans des conditions respectueuses de l’environnement, avec des méthodes analytiques nécessaires afin de préparer des molécules originales. Par la suite, des analyses physico-chimiques devraient être effectuées.
L’objectif de ce projet étant d’explorer la réaction entre les polyols (sucres ou sucre réduits) avec des huiles végétales époxydées développées par l’ITERG, on pouvait envisager l’éventualité que ces dernières réagissent soit par ouverture de leur fonction époxyde, soit par leur fonction ester, et ceci de manière concomitante ou consécutive. Dans ce cas de figure, le point clef serait donc de contrôler la chimiosélectivité (ester/éther carboxylates glycolipidiques) en mettant en place des conditions favorables (catalyse basique ou acide ou enzymatique)
Une autre alternative restait envisageable, il s’agissait de favoriser la fonctionnalisation des deux groupements (fonctions époxyde et ester) des huiles époxydées pour accéder à des molécules ayant une structure tensioactive originale constituée de deux parties hydrophiles réparties à l’extrémité et au centre de la partie lipophile
Ces molécules à structures amphiphiles branchées se rapprochent de la famille des tensioactifs dimériques (géminés) constitués de deux parties lipophiles et deux parties hydrophiles. Ces types de tensioactifs suscitent l’intérêt des industries pour leurs bonnes propriétés d’adsorption aux interfaces et des phases mésostructurées qu’ils sont susceptibles de former dans l’eau (phases lamellaires, micelles géantes)5.
1 a) Roussel M., lognoné V., Plusquellec D., Benvegnu T., Chem. Commun. 2006, 3622-3624.
b) Benvegnu T., Plusquellec D., Lemiègre L., Belgacem M.N., Gandini A., Surfactants from renewable sources : Synthesis and applications. In monomers, polymers and composites from renewable resources, Eds. Elsevier limited : Amterdam, 2008.
2 a) Novels surfactants, K. Holmberg (editor), Surfactant Science Series vol.114, Marcel Dekker : New York, 2003.
b) site web de l’OREAL
c) Philippe M., Semeria D., Synthesis of new C-glycosides of large interest in cosmetics, WO 2002051803
3 Hersant Y. et al., Carbohydr. Res., 2004, 339, 741-745.
4 Hill K., Rhode O., Fett./Lipid,1999, 101, 23-33.
5 Rico-Lattes I., Actualité Chimique 2007, dossier du n° 305, pp 3-6.