Couplages photo et thermocatalytiques d’esters pour la synthèse d’alcènes biosourcés // Photo- and thermocatalytic cross-coupling of esters for the synthesis of biosourced alkenes

L'accès facilité à l'énergie et aux matières premières carbonées offert par les ressources fossiles a permis une croissance rapide de la société. Néanmoins, l'épuisement attendu des ressources fossiles et le changement climatique exigent de se tourner vers un modèle plus durable. Les matières premières biosourcées sont une source prometteuse de carbone pour remplacer les produits pétrochimiques, mais elles nécessitent un changement radical du modèle actuel. Alors que le paradigme actuel repose sur la production d'énergie et de molécules organiques à haute valeur ajoutée par des étapes d'oxydation, un modèle basé sur l'économie circulaire du carbone, c'est-à-dire la transformation du CO2 et de la biomasse qui sont déjà des matériaux fortement oxydés, requiert le développement de nouvelles méthodologies de réduction, de désoxygénation et d'utilisation directe de liaisons oxygénées pour accéder à des molécules organiques fonctionnalisées et utiles.
En chimie organique, les réactions de couplage croisé représentent l'un des principaux outils permettant de créer des liaisons C–C. Cependant, elles reposent encore aujourd’hui principalement sur l'utilisation d'halogénures organiques comme électrophiles. Dans ce projet, le doctorant aura pour objectif de démontrer que les esters d'alkyle, facilement disponibles et abondants, peuvent servir d’électrophiles dans les réactions catalytiques de couplage croisé avec les alcènes. Les esters peuvent en effet être directement biosourcés ou facilement synthétisés à partir d'acides carboxyliques et d'alcools, diminuant ainsi l'impact environnemental de la formation de la liaison carbone-carbone.

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The easy access to energy and carbon-based raw materials offered by the fossil feedstock allowed a rapid growth of our society. Nevertheless, the expected depletion of fossil resources and climate change, require changing for a more sustainable model. Bio-based feedstock is a promising source of carbon to substitute petrochemicals but require a drastic change of the actual model. While the current paradigm relies on the production of energy and high-value molecules through oxidation steps, a model based on Carbon Circular Economy, i.e. the transformation of CO2 and biomass feedstock that are already highly oxidized materials demands the development of new methodologies for reduction, deoxygenation, and the direct use of oxygenated bonds to access functionalized and useful organic molecules.
In organic chemistry, cross-coupling reactions represent one of the major tools to create C–C bonds. However, they are still based mainly on the use of organic halides as electrophiles. In this project, the PhD candidate will demonstrate that readily available and abundant alkyl esters can serve as electrophilic coupling partners in catalyzed cross-coupling reactions with alkenes. Esters can indeed be directly biosourced or easily synthesized from alkyl carboxylic acids and alcohols, thereby diminishing the environmental impact of the carbon-carbon bond formation.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie
Laboratoire : Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l’Energie
Date de début souhaitée : 01-10-2026
Directeur de thèse : ANTHORE Lucile
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE
URL : https://iramis.cea.fr/en/nimbe/lcmce/pisp/lucile-anthore-dalion/
URL : https://iramis.cea.fr/en/nimbe/lcmce/

Financement public/privé

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie

Master en chimie organique et/ou organométallique