2 en intermédiaires chimiques précieux sous forme de carbonates cycliques.
Obtenir du CO 2 réagir n'est malheureusement pas facile. Actuellement, la plupart des recherches sont axées sur la conversion du CO 2 en méthanol, qui peut être utilisé comme carburant alternatif ainsi que comme matière première pour l'industrie chimique. Des procédés catalytiques innovants pourraient permettre au CO 2 être transformé en composés chimiques de valeur sans faire le détour par le méthanol, peut-être pour la production de plastiques biodégradables ou d'intermédiaires pharmaceutiques.
Une approche très prometteuse est la conversion du CO 2 en carbonates organiques, qui sont des composés qui contiennent un élément constitutif dérivé de l'acide carbonique, comprenant un atome de carbone lié à trois atomes d'oxygène. Chercheurs travaillant avec Arjan W. Kleij à l'Institut des sciences et technologies de Barcelone (Barcelone), l'Institut de Recherche Chimique de Catalogne (Tarragone), et l'Institut Catalan de Recherche et d'Études Avancées (Barcelone), ont développé un procédé conceptuellement nouveau pour produire des carbonates sous la forme de cycles à six chaînons, à partir de CO 2 et basique, blocs de construction facilement accessibles. Ces carbonates cycliques ont un grand potentiel pour la création de nouveaux CO 2 -à base de polycarbonates.
Les matériaux de départ sont des composés avec une double liaison carbone-carbone et un groupe alcool (-OH) sur un atome de carbone voisin (alcools homoallyliques). Dans la première étape de la réaction, la double liaison est convertie en un époxyde, un cycle à trois chaînons avec un oxygène et deux atomes de carbone. L'époxyde est capable de réagir avec le CO 2 en présence d'un catalyseur spécifique. Le produit est un carbonate cyclique sous la forme d'un cycle à cinq chaînons avec trois atomes de carbone et deux atomes d'oxygène. L'atome de carbone à la "pointe" du cycle à cinq chaînons est attaché à un atome d'oxygène supplémentaire. A l'étape suivante, un catalyseur organique (base N-hétérocyclique) active le groupe OH et provoque le réarrangement du cycle à cinq chaînons en un cycle à six chaînons. L'atome d'oxygène du groupe OH est intégré dans le nouveau cycle, tandis que l'un des atomes d'oxygène du cycle à cinq chaînons d'origine forme un nouveau groupe OH. Cependant, la réaction inverse a également lieu parce que le cycle à cinq chaînons d'origine est significativement plus favorable sur le plan énergétique, et seule une quantité très faible du cycle à six chaînons est présente à l'équilibre. L'astuce consiste à piéger l'anneau à six chaînons. Le nouveau groupe OH se lie à un réactif (acylation) car sa position différente le rend considérablement plus réactif que le groupe OH d'origine.
Ce procédé nouvellement développé donne accès à une large palette de nouvelles, cycles carbonatés à six chaînons avec d'excellents rendements, avec une sélectivité élevée et dans des conditions de réaction douces. Cela élargit le répertoire de CO 2 -à base d'hétérocycles et de polymères, qui sont difficiles à produire par des méthodes conventionnelles.
