La clé de l'avenir durable des industries chimiques ?

Le premier modèle industriel au monde d'un système de synthèse photo-à-la-demande en flux continu

25.11.2022 - Japon

Divers produits chimiques, tels que des polymères et des intermédiaires pharmaceutiques, sont actuellement synthétisés avec du phosgène comme précurseur ou matière première. Cependant, le phosgène est hautement toxique et son utilisation présente des risques pour la sécurité. Il existe donc une demande pour le développement de nouvelles méthodes et de nouveaux substituts pour remplacer le phosgène. En collaboration avec l'industrie, le groupe de recherche du professeur associé TSUDA Akihiko de la Graduate School of Science de l'université de Kobe est devenu le premier au monde à développer avec succès un nouveau système de synthèse photo-à-la-demande en flux qui utilise le chloroforme comme précurseur. Grâce à ce système, ils ont pu synthétiser des produits chimiques dérivés du phosgène. De plus, ils ont obtenu un taux de conversion élevé (plus de 96 %), synthétisant ces composés utiles en peu de temps (une minute ou moins d'exposition à la lumière). Le système présente de multiples avantages : il est sûr, peu coûteux et simple, avec un faible impact sur l'environnement. Il peut être utilisé pour synthétiser divers produits chimiques, qu'il peut produire en continu et en grande quantité. Les chercheurs espèrent que ce système pourra être transposé à l'échelle d'un système modèle de production industrielle dans un avenir proche.

Des brevets pour ce système ont été déposés au Japon en février 2021 et au niveau international en janvier 2022. Suite à l'annonce du brevet en août 2022, l'article universitaire correspondant a été publié en ligne dans Organic Process Research & Development (OPR&D) le 11 novembre 2022.

Points principaux

À partir du solvant organique commun qu'est le chloroforme et d'un alcool disponible dans le commerce, les chercheurs ont réussi à synthétiser des intermédiaires pharmaceutiques et des polymères à un taux d'efficacité élevé (plus de 96 %) et en peu de temps (une minute ou moins d'exposition à la lumière).
Ils ont montré que la production continue est possible, ce qui ne peut être fait avec les systèmes conventionnels par lots.
En deux heures, ils ont réussi à synthétiser jusqu'à dix grammes de produits chimiques (et cela peut être augmenté).
Ils ont synthétisé 10 types de carbonates fonctionnels et 3 types de polycarbonates à titre d'exemples.
Sécurité améliorée par rapport à la méthode standard de production de phosgène (une forte réaction exothermique de monoxyde de carbone et de chlore gazeux qui utilise un catalyseur de carbone). Le chloroforme utilisé comme précurseur dans la nouvelle méthode est facile à stocker en toute sécurité et la réaction chimique peut être contrôlée par exposition à la lumière.
Le sous-produit de cette nouvelle méthode est principalement du chlorure d'hydrogène (neutralisé par un alcali), par conséquent la saleté ne s'accumule pas à l'intérieur de l'appareil du système. La nécessité réduite de nettoyer l'intérieur diminue l'impact sur l'environnement et réduit les coûts.
Le système permet une production continue sans l'utilisation supplémentaire de solvants organiques.
Ce nouveau système de réaction chimique devrait contribuer de manière significative à l'évolution vers des sociétés neutres en carbone et durables.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.