Contribution respective des sites acides et basiques de catalyseurs oxydes pour la conversion d’alcools en acroléine.

L'acroleine, le plus simple des aldehydes insatures, trouve des nombreuses applications comme produit intermediaire pour la synthese de divers produits tels que la D,L-Methionine (supplement pour nourriture animale), l'acide acrylique, des produits pharmaceutiques, des fongicides, des parfums, de la pyridine, etc.[1]. Actuellement obtenu par oxydation du propylene [2], procede base sur des ressources fossiles qui ne cessent pas de decroitre, la synthese d’acroleine necessite de nouvelles voies de production a partir de sources renouvelables. Ce travail propose une solution de production durable d'acroleine a partir d’un melange de methanol et d'ethanol biosources. Dans un procede d’oxydation directe d’un melange methanol/ethanol, appele couplage oxydant des alcools, les aldehydes sont produits dans en premier temps (reaction 1), suivi d’une aldolisation et d’une deshydratation en acroleine (reaction 2). Le but de cette recherche est de produire de l’acroleine en une seule etape a partir des alcools (methanol/ethanol) par le developpement d’un melange de catalyseurs dote d’un bon equilibre entre les sites redox (FeMoOx) et les sites acido-basiques (oxydes mixtes). Dans le but d’optimiser le ratio sites acides/sites basiques pour une selectivite accrue en acroleine sans la formation de CO+CO2, des catalyseurs a base d’oxydes mixtes (Mg-Al, Mg-Si, …) ont ete synthetises. La proportion des sites acido-basiques a ete definie par les pourcentages respectifs d’oxydes acide, basique et amphotere. Les proprietes acido-basiques ont ete determinees par microcalorimetrie d’adsorption de molecules sondes (NH3, SO2, CH3OH…) [3]. La figure 1 illustre la variation d’acidite de catalyseurs Mg-Al en fonction de la quantite d’alumine. Des correlations entre l’acido-basicite de surface et la selectivite en acroleine ont ete etablies. En se basant sur le mecanisme de la reaction [4], la presence des deux types de sites acides et basiques est necessaire. La contribution de chacun des types de sites au mecanisme de la reaction sera discutee. [1] W. G. Etzkorn “Acrolein and Derivatives” in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (2009) 1-29. [2] R.K. Grasselli, Top. Catal. 21 (2002) 79-88. [3] S. Bennici, A.Auroux, “Thermal analysis and calorimetry methods” in Metal Oxide Catalysis, S.D.Jackson and J.S. Hargreaves Eds., Volume 1, Chapitre 9, Wiley-VCH, (2009), 391-441. [4] E. Dumitriu, V. Hulea, C.Chelaru, C. Catrinescu, D.Tichit, R. Durand, Appl. Catal. A Gen. 178, (1999), 145-157.