ROSALIND

Projet lauréat de l'appel à projets 2024.

Le projet ROSALIND explore la déméthylation de modèles de lignine, et ensuite de lignines réelles, en s’appuyant sur des approches de sono- et photocatalyse. La déméthylation de fragments ou de lignines entières est une réaction très intéressante pour produire des dérivés polyphénoliques, une famille de composés utilisée à grande échelle dans la fabrication de nombreux produits chimiques spécialisés tels que les antioxydants.

Jusqu’à présent, la déméthylation des lignines a été réalisée principalement via des procédés catalysés par des acides ou enzymatiques :

• Les procédés acides sont robustes, mais manquent de sélectivité.
• Les procédés enzymatiques sont plus sélectifs, mais présentent des limitations telles qu’une faible productivité et, dans certains cas, la désactivation des enzymes.

Malgré leur potentiel, ces technologies n’ont pas encore permis une déméthylation efficace des lignines à grande échelle. L’identification de nouvelles technologies capables d’augmenter l’efficacité de la déméthylation est donc une priorité scientifique.

Pour cela, le projet explore deux technologies complémentaires :

Photocatalyse :

• Utilisation de photocatalyseurs pour transférer l’énergie via des mécanismes tels que :
  • Transferts non adiabatiques de charges du photocatalyseur au support.
  • Formation d’intermédiaires réactifs à base d’oxygène.
• Cela pourrait conduire à une déméthylation oxydative, libérant le groupe méthyle sous forme d’acide formique.

Sonochimie :

• Réalisation des réactions au niveau de l’interface des bulles de cavitation liquide.
• Cette méthode favorise une rupture hydrothermale de la liaison O-CH3, libérant le groupe méthyle sous forme de méthanol au lieu d’acide formique.

Principales étapes :

• Étapes initiales : tester les réactions sur des molécules modèles proches de la lignine, telles que l’anisol, le syringol et le gaïacol.
• Applications : appliquer les méthodologies développées aux lignines réelles pour :
  • Comparer l’efficacité des deux approches.
  • Explorer les impacts des activations sur d’autres liaisons de la lignine (par exemple, sélectivité entre dépolymérisation et repolymérisation).

Le projet sera évalué par une analyse de la consommation d’énergie liée à la productivité des réacteurs, un facteur clé pour valider l’approche sur des critères économiques et environnementaux. ROSALIND représente une opportunité majeure pour réaliser une déméthylation sélective et à haut rendement des lignines réelles, de manière compétitive.
 

Durée du projet :
 

2024 - 2028

Responsable scientifique :
 

François Jérôme (CNRS)