Autoclave

En ce qui concerne le réacteur batch, celui-ci existant, nous nous sommes adaptés pour pouvoir faire des expériences. Les figures II.12 et II.13 présentent le schéma de l’autoclave ainsi qu’une photo.

FIG. II.12 – Schéma de l’autoclave haute pression

Les conditions maximales sont les suivantes : 250˚C (Capteur sécurité de température haute coupant le systême de chauffe) et 340 bar (Disque de rupture).

Le CO2 et les réactifs sont amenés au réacteur par deux pompes (ISCO pour le CO2et HPLC pour les

réactifs). En ce qui concerne l’ajout des réactifs, l’utilisation de la pompe n’est pas obligatoire puisqu’on peut les introduire lorsque le réacteur est ouvert. Le protocole utilisé n’est pas tout à fait le même qu’en solvant conventionnel (Chapitre II.2, page 62). Les réactifs sont mis dans l’autoclave (le mélange est analysé et représente le temps « 0 »), puis le catalyseur. Le réacteur est fermé puis le CO2est introduit.

Enfin, la chauffe est actionnée et la réaction démarre. Il est vrai qu’au moment où les réactifs sont mis en contact avec le catalyseur, la réaction peut démarrer, mais ce court laps de temps est très négligeable devant la durée de l’expérience. La quantité de CO2ajoutée est connue grâce à la pression, la tempéra-

Conclusion chapitre II

La nature de certaines molécules chimiques peut présenter un danger pour la santé. Outre, certains solvants qui sont classés CMR (chlorobenzène, dichlorobenzène), la molécule principale, ainsi que le produit formé ont eux aussi été classés comme dangereux, sans avoir été complètements testés (tous les effets ne sont pas connus à ce jour). Ainsi, une précaution particulière a été prise lors de la manipulation de ces composés.

Une première partie des expériences a été réalisée à la paillasse (sous une hotte aspirante qui a été normalisée) avec de la verrerie conventionnelle (ballon tricol, réfrigérant...). Cette partie va tout d’abord nous permettre de sélectionner un ou plusieurs catalyseurs vis-à-vis de leur activité lors de l’acylation du SR28872. Parmi ces catalyseurs actifs, des études plus poussées vont être effectuées afin de com- mencer l’optimisation des conditions opératoires (ratio substrat/agent acylant, quantité de catalyseur, température...), l’étude de la régénérabilité, etc. Ces études vont d’abord être faites en solvant conven- tionnel car la mise en oeuvre est beaucoup plus simple et rapide.

La deuxième partie des expériences a concerné l’utilisation du CO2supercritique comme solvant de

la réaction. Lors des études en solvant conventionnel, tous les catalyseurs ont éte utilisés sous forme de poudre fine. Cette même forme a aussi été utilisée dans le réacteur à lit fixe. Quand il a été possible, nous avons utilisé une autre forme du catalyseur, des granulés ou billes qui, industriellement sont plus faciles à utiliser (les poudres en dessous de 500 µm posent beaucoup de problèmes de manipulations entre autres). Des réactions ont aussi été menées dans l’autoclave, pour faire le lien entre les réactions batch en solvant conventionnel et les réactions dans le réacteur continu.

Ainsi, dans le chapitre suivant sont présentés les résultats obtenus lors des expériences en milieu conventionnel.

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Chapitre III

EXPÉRIENCES EN SOLVANT

CONVENTIONNEL

La première partie expérimentale a pour but d’identifier un catalyseur hétérogène efficace, parmi ceux qui ont été pré-sélectionnés (Zéolites (Beta, Y, mordenite), argiles (Montmorillonite K-10), résines échangeuses d’ions (Amberlyst-15), hétéropoly acides (H3PW12O40)). Ceci a été réalisé en étudiant leur

activité dans un solvant organique conventionnel. Pour les catalyseurs qui seront identifiés comme par- ticulièrements actifs, l’étude en solvant conventionnel sera plus approfondie afin d’une part, d’essayer de comprendre les principaux phénomènes mis en jeux, et d’autre part d’optimiser cette réaction en terme de rendement, de sous-produits formés... Bien que les conditions optimales en solvant organique peuvent ne pas correspondre à celles en milieu supercritique, on gardera à l’esprit malgré tout, qu’une expérience sous haute pression est très lourde quant à sa mise en oeuvre. Ainsi, cette optimisation dans une configuration plus aisée prend tout son sens.

III.1 Réaction dans le toluène

Au vu des réactivités de ces catalyseurs il a été décidé de travailler, dans un premier temps, à 80˚C et 110˚C dans du toluène. En effet, dans les travaux décrits dans le chapitre bibliographique, la plage de température ne dépasse que rarement les 110˚C. De plus, le toluène a été sélectionné par défaut car les autres solvants généralement utilisés pour ces réactions d’acylation hétérogène sont des CMR (Nitrobenzène, Chloro- et Dichlorobenzène...) donc délicats à manipuler. Les expériences à 80˚C et 110˚C ont été réalisées uniquement avec l’argile K-10, l’Amberlyst-15 et l’acide phosphotungstique (HPA). Le tableau III.1 présente les conditions des réactions envisagées avec le toluène comme solvant :

TAB. III.1 – Conditions expérimentales pour chaque catalyseur étudié

Réaction _{Solvant Catalyseur} Conditions

Substrat Agent acylant Ratio S/AA T(˚C) P(bar)

28872 10 mmol_{10 mmol} 1063 10 mmol_{10 mmol} 1 Toluene (50 mL)_{Toluene (50 mL)} 0,5g ₁₁₀80 1