VERS UNE CHIMIE TRIPLEMENT VERTE - univ-reims.fr
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Pr. Claude Grison [email protected] VERS UNE CHIMIE TRIPLEMENT VERTE : Développement des premiers catalyseurs dérivés de végétaux dédiés à la remédiation des sols ; applications à la synthèse de molécules à haute valeur ajoutée
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Pr. Claude Grison
VERS UNE CHIMIE TRIPLEMENT VERTE :
Développement des premiers catalyseurs dérivés de végétaux dédiés à la remédiation des sols ;
applications à la synthèse de molécules à haute valeur ajoutée
Contrastes de situations:
---
biodiversité exceptionnelle et sites dégradés
Lamborella Impacts anthropiques
Zn
Ni
Mn
Cu
Co
Pd
…
Trois
scénarios
pollution des sols rejets industriels
dégradation
Phytoextraction
Une
ressource
inattendue
de métaux
de
transition
Sol (ou milieu aqueux)
Le développement de procédés innovants de recyclage : une nécessité européenne…
REACH
Le rôle de la recherche fondamentale et appliquée
PIPAME 2010
Un épuisement
annoncé
des ressources
non-renouvelables
Zn
Pb
Cd
Ni
Mn Fe Al
0
2
4
6
8
10
12
14
-20 0 20 40 60 80 100 120 140
Criticité relative des minéraux industriels non renouvelables
Valeur des Y
Nombre d'années de réserves au
rythme de production
Nombre de pays producteurs représentant 80% de la production
Réseau international de Chimie verte Une réponse aux demandes sociétales
Une chimie verte innovante et nécessaire
Une chimie verte innovante et nécessaire
REACH
Le rôle de la recherche
PIPAME 2010
Un épuisement
annoncé
des ressources
non-renouvelables
2011
2,06bn
euros
2020
72,625bn
euros
2011
2,06bn
euros
Réseau international de Chimie verte
Des perspectives économiques sans précédent
Ecologie et Chimie bioinspirées :
un gage de durabilité
Synthèse catalytique de biomolécules
Phytoextraction
Une intégration de savoir-faire différents et
complémentaires
Enjeux écologiques Ecotoxicologie
Enjeux environnementaux
Ecologie microbienne et végétale
Enjeux économiques Chimie des matériaux, des solutions,
catalyse polymétallique, synthèse organique
Enjeux sociaux Conférences et science participative
1. Développement d’espèces pionnières 2. Légumineuses adaptées 3. Augmentation de la biodiversité locale
Contraintes orographiques (altitude)
Contraintes édaphiques (Ni, Mn, Fe, Cr, Co, no P, Ca, K, Na, Mg)
Climat tropical
Réhabilitation écologique
Sites dégradés de Nouvelle-Calédonie
Vers une restauration écologique planifiée
Sites pollués : France et Chine
Vers une réhabilitation adaptée
Pb Zn Cd
x500
x650
x841
0.1
1
150
50
100
g/kg de terre
France : des conséquences sanitaires Chine: des ressources alimentaires menacées
Une excellente maitrise des cultures sur sites,
à grande échelle et à tous les degrés de contamination
Une maitrise résultant de travaux de recherche conséquents
Vers une écologie
industrielle
Un programme international
Nouvelle-Calédonie - Ni, Mn
Chine - Nanjing Zn
Gabon - Mn
France - Zn
Oregon - Ni
Grèce - Ni
Congo - Cu, Co
Afrique du Sud - Pd, Pt, Rh, Ru
Guyane - RE
Plantes hyperaccumulatrices
sur sites miniers
Feuilles déshydratées soumises à un
traitement thermique, puis chimique adapté
Solution brute de
catalyseurs écologiques
Structure catalytique
inédite
Une approche écologique à chaque étape de la filière et jusqu’au produit fini :
Phytoextraction
Ni (III)
Rhizofiltration
• Catalyseur Eco-Zn :
K2ZnCl4, CaMg2Cl6(H2O)12, KCaCl3…
• Catalyseur Eco-Mn :
MnCl2, KMnCl3, CaMg2Cl6(H2O)12…
• Catalyseur Eco-Ni :
NiIICl2(H2O)2, NiIII/IV2O3H… Espèces rares,
normalement instables,
ou inconnues. Propriétés
catalytiques
inédites
15
Nouveaux matériaux nanostructurés polymétalliques
Ni (III)
La réaction multi-composante de Biginelli
La fin de la mitose…
Les chromosomes ne peuvent
plus migrer vers les pôles d’une
façon ordonnée
Eco-Ni
Un rendement multiplié par
8 pour les structures
les plus délicates
1C. Grison, J. Escarré, PCT Int. Appl. 2011, WO 2011064487 and WO 2011064462, 2C. Grison, V. Escande, G. Losfeld, CNRS patent, n°INPI
1000142593, 2012 , 3C. Grison, V. Escande, CNRS patent, n°INPI 1000157898, 2012
Noccaea caerulescens and Anthyllis vulneraria :
Zn hyperaccumulator plants promising in ecological catalysis
Fraction riche en NiII
Fraction riche en
CaII/NaOH
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Séparation sur colonne échangeuse d’ions
Fraction brute
antimitotiques
Des applications synthétiques multiples
ADN et ARN cappés
Feuilles chargées en Nickel : Eco-Ni
Synthèse de molécules plateforme
Quelques exemples illustratifs…
Eco-Ni : 3 x moins de Ni(II)
(KNiCl3)
2 x plus actif
Pas d‘hydrolyse,
Pas de traitement
d‘effluents,
Une simple filtration
Un catalyseur recyclable
Plus de 2500 différentes molécules
préparées par le procédé d’écocatalyse !
Des cascades réactionnelles facilitées et contrôlables
Réactions péricycliques
Réactions multi-étapes
Construction
d’hétérocycles
complexes
Aldolisations et apparentées
Couplages croisés
Oxydations vertes
Réactions multicomposantes
Réductions vertes
1- Use of metal-accumulating plants for the preparation of catalysts that can be used in chemical reactions - PCT Int. Appl. (2011) WO 2011064487 - C. GRISON, J. ESCARRE
2- Use of metal-accumulating plants for the preparation of catalysts that can be used in chemical reactions - PCT Int. Appl. (2011), WO 2011064462 - C. GRISON, J. ESCARRE
3- Utilisation de certaines plantes accumulatrices de métaux pour la mise en œuvre de réactions chimiques, Brevet n°INPI 1000142593, déposé le 6 mars 2012 - C. GRISON, V. ESCANDE,
4- Plantes hyperaccumulatrices de manganèse, sources de catalyseurs et réactifs de synthèse organique, Brevet n° INPI 1000157898, déposé le 21 juillet 2012 - C. GRISON, V. ESCANDE
5- Use of particular nickel-accumulating plants for implementing chemical reactions, Brevet européen n° INPI 13 305208.4, déposé le 22 février 2013, C. GRISON, V. ESCANDE
6- Utilisation de certaines plantes accumulatrices de métaux pour la mise en œuvre de réactions de chimie organique, PCT/FR2013/050470, déposé le 5 mars 2013, C. GRISON, V. ESCANDE
7- Utilisation de certaines plantes accumulatrices de platinoïdes pour la mise en œuvre de réactions de chimie organique, n°INPI FR13/56964, déposé le 15 juillet 2013, C. GRISON, V. ESCANDE,
B. LOIC-RENARD, C. BES
8- Plantes hyperaccumulatrices de manganèse, sources de catalyseurs et réactifs de synthèse organique, Brevet PCT/FR2013/051772 déposé le 23 juillet 2013, C. GRISON, V. ESCANDE
9- Use of particular nickel accumulating plants for implementing chemical reactions, Brevet européen n° INPI 13 290 184-4, déposé le 1er août 2013, C. GRISON, V. ESCANDE
10-Utilisation de certaines plantes contenant des métaux alcalins ou alcalino-terreux pour la mise en œuvre de réactions de chimie organique n°INPI FR13 58799 déposé le 12 septembre 2013,
C. GRISON
10 brevets CNRS - 21 publications
52 conférences - 25 communications
5 Prix - 5 reportages télévisés…
5 programmes de recherche financés
Labellisé par les pôles de compétitivité
Cosmetic Valley et Materiala
EcoCatalyseur
Des applications multiples
Médicaments
à bas coût
Biopesticides Intermédiaires clés
de l’industrie chimique
Equipe de catalyse écologique
Le premier laboratoire qui recycle
ses déchets chimiques par voie écologique…
Programme FEDER GénieEcoChim
11 ECOT 011
Programme Opportunité (E)4
11 ECOT 011
Programme Opportunité (E)4
CDII 2014
Phytochem
STRATOZ
PIR Ingecotech
2 contrats
industriels
Claude GRISON, Professeur.
CNRS / Université de Montpellier 2
Mob. : +33 7 86 85 44 54
E-mail : [email protected]
Jocelyn MERE, PhD.
Responsable du Service de Partenariat et de Valorisation, DR 13 CNRS
Tél. +33 4 67 61 35 35
E-mail : [email protected]
Jacques BITON, PhD.
STRATOZ
Mob : +33 6 87 20 10 76
E-mail : [email protected]
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Contacts
STRATOZ
