Etude de l'effet de solvant dans l'hydrogénation sélective ...ms2d.ma/blog/wp-content/uploads/2016/06/Modele-de-Proceedings.pdf · de Khouribga Maroc. Le mode opératoire consiste

Gestion et Protection de l’Environnement Proceedings G-ENVIRON-5, Volume 3 (2013) 187-196

ISBN : 978-9954-32-977-1 Dépôt légal : 2013MO3994 187

Etude de l'effet de solvant dans l'hydrogénation sélective du

crotonaldéhyde catalysée par le phosphate naturel dopé par

des nanoparticules de platine

Study of solvent effect in selective hydrogenation of

crotonaldehyde catalyzed by platinum nanoparticles supported

on natural phosphate

J. Sebti1*, J. Hidalgo-Carrillo2, A. Marinas2, S. Sebti1

1 Laboratoire de Chimie Organique Catalyse et Environnement (URAC 17), Université Hassan II

Mohammedia-Casablanca, Faculté des Sciences Ben M’sik B.P. 7955, 20702 Casablanca, Morocco. 2 Organic Chemistry Department, University of Cordoba, Campus de Rabanales, Marie Curie Buiding, E-

1404, Cordoba, Spain.

* E-mail : [email protected]

Résumé

L’hydrogénation sélective du crotonaldéhyde a été menée en présence du phosphate naturel

dopé par des nanoparticules de platine à différents pourcentages de platine (1, 3 et 5%). L’analyse

des catalyseurs a été réalisée par DRX, XPS, MET, ICP-MS et SEM-EDX, ce qui a confirmé la

présence des nanoparticules de platine à la surface du phosphate, sous forme de Pt0, Pt2+ et Pt4+.

Ces catalyseurs ont montré des résultats intéressants pour l’hydrogénation sélective du

crotonaldéhyde. L’étude de l’effet de solvant a permis de trouver les meilleures conditions de

synthèse. Ainsi, le mélange isopropanol/eau permet d’obtenir des résultats très intéressants.

Mots clés : Phosphate naturel, Platine, Nanoparticules, Hydrogénation sélective, Catalyse

hétérogène.

Abstract

Selective crotonaldehyde hydrogenation was conducted using platinum nanoparticles supported

on natural phosphate (NP) for different percentages of platinum (1, 3 and 5%). Catalysts analysis

were carried out by XRD, XPS, TEM, SEM, ICP-MS and SEM-EDX which confirmed nanoparticles

presence of the platinum Pt0, Pt2+ and Pt4+ on the phosphate surface. These catalysts showed

interesting results for the selective hydrogenation of crotonaldehyde. Solvent study was conducted

to determine the best reaction conditions. Thus, isopropanol/water mixture showed the best results

in this reaction.

Introduction

La catalyse hétérogène est l’un des principes fondamentaux de la chimie verte permettant une

évolution vers une chimie plus propre. En plus des avantages bien connus de la catalyse

hétérogène, l’utilisation des catalyseurs naturels, disponibles en grande quantité et possédant une

faible influence sur l’environnement, permet de réduire considérablement l’impact négatif de

nombreux catalyseurs qui ont été largement utilisés. Le phosphate naturel (NP) peut être utilisé

comme catalyseur dans un grand nombre de réactions chimiques. En effet, il possède à la fois un

caractère acide et basique qui favorise de nombreuses transformations. La première application du

phosphate naturel dans la catalyse hétérogène solide-liquide a été publiée en 1994 [1], elle

concerne la condensation de Knoevenagel.



Depuis cette date, de nombreuses réactions catalysées par les phosphates ont été étudiées,

parmi lesquelles nous pouvons citer : l’hydratation des nitriles en amides [2], la transestérification

[3], la synthèse des chalcones [4,5], la synthèse du 5-arylhydantoin [6], la condensation de

Knoevenagel [7], l’addition de Michael [8], l’oxydation des cycloalcanones et des α-cétols [9], le

couplage de Suzuki-Miyaura [10] ainsi que d’autres réactions [11-13].

D'autre part, l’hydrogénation sélective des aldéhydes et des cétones possédant des liaisons

insaturées, n’est pas facile à réaliser du fait que la double liaison réagit plus vite que le carbonyle.

En effet, l’hydrogénation de la liaison C=C est thermodynamiquement plus favorable que celle de

la liaison C=O [14,15]. De ce fait, la synthèse des alcools possédant des liaisons insaturées à

partir des composés carbonylés correspondants est relativement difficile à réaliser. Par ailleurs, un

certain nombre d’alcools possédant des liaisons insaturées présentent un intérêt industriel

confirmé du fait de leur utilisation dans la fabrication de quelques parfums et médicaments.

Le platine a été utilisé, à plusieurs reprises pour l’hydrogénation sélective du crotonaldéhyde.

En phase gazeuse, on peut citer le platine supporté sur le gallium (Pt/Ga2O3) [16], le carbone

réduit [17] et l’oxyde d’étain [18]. En phase liquide, le platine à aussi été utilisé pour

l'hydrogénation du crotonaldéhyde, imprégné sur un support à base de silice [19], sur du chlorure

de zinc et l’oxyde de silicium (Pt/ZnCl2/SiO2) [20] et sur l'oxyde de zirconium et de titanium

(Pt/ZrO2/TiO2) [21].

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la catalyse de l'hydrogénation sélective du

crotonaldéhyde 1 par NP dopé par des nanoparticules de platine Pt/NP. La réaction peut conduire

à trois produits à savoir, le butanal 2 par réduction de la double liaison

C = C (produit naturellement favorable), le buténol 3 par réduction de l’aldéhyde et le butanol 4

obtenu par réduction totale du crotonaldéhyde. L’objectif recherché était l’amélioration de la

sélectivité et du rendement en buténol 3 (schéma 1).

1

H2

3

4H2

H2

H2

2 Schéma 1

1. Matériels et méthodes

1.1. Préparation du Pt/NP

NP utilisé dans ce travail, a été préparé à partir du phosphate naturel brut d’origine de la région

de Khouribga Maroc. Le mode opératoire consiste à faire subir au phosphate brut une séparation

granulométrique humide, une calcination, un lavage, une recalcination et finalement un broyage.

La préparation du platine supporté sur NP (Pt/NP) a été faite par la méthode d’imprégnation.

NP (4,75 g) est ajouté à une solution contenant 0,504 g d’acétylacétonate de platine (II) dans 30

mL d’acétone. Le solvant est évaporé lentement, dans un évaporateur rotatif à une température

inférieure à 40 °C. Le solide ainsi récupéré est calciné sous un flux d’air, selon le programme

représenté sur la figure 1 [22].



Figure 1. Programme de calcination du catalyseur Pt/NP obtenu par imprégnation.

Le solide obtenu après broyage et tamisage à 0,149 mm correspond au catalyseur Pt/NP5,

contenant 5% en masse de platine. La même méthode a aussi été utilisée pour préparer deux

autres catalyseurs Pt/NP3 et Pt/NP1, contenant respectivement 3 et 1% en masse de platine.

1.2. Réduction du catalyseur

La réduction des catalyseurs phosphatés que nous avons préparés se fait sous un flux

d’hydrogène (16,0 mL.min-1) pendant deux heures à une température de 400 °C. Les catalyseurs

obtenus après réduction du platine sont appelés Pt/NP5-r, Pt/NP3-r et Pt/NP1-r.

1.3. Réaction d’hydrogénation

La réaction d’hydrogénation en phase liquide se fait dans un appareil Parr d’hydrogénation à

une pression de 60 psi de H2 et une température de 30 °C pendant 8 h. Dans le réacteur, on

mélange le crotonaldéhyde (0,8 mL à 0,5 M) et le solvant (18,2 mL) puis on réalise un dégazage

pendant 2 min sous ultrason. Par la suite, on rajoute le catalyseur (0,1 g) au mélange réactionnel

avant de faire le vide. Finalement, on maintient le réacteur à 30 °C sous une atmosphère

d’hydrogène avec une pression de 60 psi. En fin de réaction, le mélange réactionnel est refroidi

pendant 15 min dans la glace puis, centrifugé pendant 10 min à une vitesse de 5000 tr/min afin de

séparer le catalyseur. Les produits sont analysés par un appareil de chromatographie en phase

gazeuse (CG) Agilent 6890N équipé d’un détecteur FID et d’une colonne capillaire Supelcowax 10

de 30 m de long et 0,25 mm de diamètre interne.

2. Résultats et discussion

2.1. Caractérisation des catalyseurs

2.1.1. Analyse de la composition

La composition du Pt/NP a été analysée par ICP-MS. Le pourcentage de platine réellement

fixée sur le phosphate varie de 67 à 84% par rapport à la quantité de platine initialement utilisée

pour préparer le catalyseur (Tableau 1). Ceci était prévisible du fait que nous avons observé la

présence d’un dépôt de platine sur les parois du tube en U utilisé lors de la calcination. En effet

pour le catalyseur Pt/NP5, le pourcentage de platine réellement présent est de 4,2%.

Tableau 1. Pourcentage de platine dans les différents catalyseurs, déterminé par ICP-MS.

Pt ajouté (%) Pt dans le catalyseur (%)

Rapport Pt adsorbé/Pt initial

Pt/NP1 1 0,67 0,67

Pt/NP3 3 1,9 0,64

Pt/NP5 5 4,2 0,84

D’autre part, le pourcentage de platine à la surface des catalyseurs a été déterminé par SEM-

EDX et XPS (Tableau 2). On remarque que le pourcentage de platine déterminé par XPS est



nettement plus important que celui déterminé par SEM-EDX. Cette différence peut s'expliquer par

le fait que la méthode SEM-EDX permet une analyse chimique de surface sur des zones très

localisées et pour une profondeur de l'ordre du micromètre alors que par XPS, on analyse

l'ensemble de la surface sur une épaisseur de 10 nm. Ceci montre que le platine est présent

essentiellement à la surface du catalyseur.

Tableau 2. Pourcentage de platine à la surface des catalyseurs, déterminé par SEM-EDX et XPS.

Pt dans le catalyseur par SEM-

EDX (%) Pt dans le catalyseur par XPS (%)

Pt/NP3 1,2 5,8

Pt/NP5 4,0 9,8

2.1.2. Caractérisation par diffraction des rayons X

Les diffractogrammes des RX ont été effectués avec un diffractomètre Siemens D-5000 équipé

d'un contrôle automatique et d’un système d'acquisition de données (CODO-MP). Les échantillons

ont été analysés avec le rayonnement CoKα et un monochromateur en graphite.

Nous avons réalisé la diffraction des RX des catalyseurs phosphatés dopés par le Pt : Pt/NP1,

Pt/NP3, Pt/NP5 et de ces mêmes catalyseurs réduits : Pt/NP1-r, Pt/NP3-r, Pt/NP5-r.

Tout d’abord, on constate que les bandes caractéristiques du NP (2θ = 34,0 la bande la plus

intense; 2θ = 37,4° ; 2θ = 38,8° ; 2θ = 55,12°) sont présentes dans les diffractogrammes. Pour les

catalyseurs dopés par le platine, on peut distinguer l’apparition d’une bande à approximativement

2θ = 46,6°, caractéristique du platine Pt0, se trouvant entre deux bandes du NP 2θ = 46,1° et

2θ = 47,0°. De plus, on constate que plus le pourcentage théorique de Pt dans les catalyseurs est

important plus la bande caractéristique du Pt est marquée (Figure 2).

D’autre part, on peut remarquer que la bande caractéristique du platine (2θ = 46,6°) est plus

intense pour les catalyseurs réduits (Figure 3). Ceci peut s’expliquer par l’augmentation de la taille

des particules du platine, à la surface du catalyseur, due à l’augmentation de la température lors

de la réduction.

44 45 46 47 48 49 50

2

Pt/NP5

Inte

nsi

té (

u.a

.) Pt

Pt/NP3

NP

Pt/NP1

Figure 2. Comparaison des DRX du Pt/NP1, Pt/NP3 et Pt/NP5 non réduit, 42 < 2θ <.52.

44 45 46 47 48 49 50

2

Inte

nsi

té (

u.a

.)

Pt/NP5-r

Pt

Pt/NP3-r

NPPt/NP1-r

Figure 3. Comparaison des DRX du Pt/NP1-r, Pt/NP3-r et Pt/NP5-r, 42 < 2θ <.52.

2.1.3. Microscopie Electronique en Transmission (MET)

Nous avons utilisé le microscope électronique en transmission (PHILIPS CM-10, résolution

nominale de 0,5 nm entre les points) Les échantillons ont été préparés par déposition, sur une

grille du microscope, d’une goutte d’émulsion du catalyseur dispersé dans le propan-2-ol par

ultrason.



Figure 4. Comparaison des images MET des catalyseurs réduits ou non.

L’observation des photographies MET des différents échantillons de catalyseurs phosphatés

dopés par le platine (Figure 4), montre une certaine dispersion des particules de platine (sphères

noires intenses) de tailles nanométriques. Néanmoins, dans certains cas, ces particules de platine

ne sont pas bien distinctes du fait de la rugosité de la surface.

2.1.4. XPS

Le spectromètre XPS que nous avons utilisé est un LHS10 Leibold-Heraeus. L'appareil principal

fonctionne à une pression inférieure à 2.10-9 Torr, il est équipé d'analyseur électronique EA-200

MCD hémisphérique avec une double source de rayons X.

Les échantillons des catalyseurs ont été préparés sous forme de pastilles de 4 mm X 4 mm et

0,5 mm d’épaisseur. Ces pastilles ont été dégazées dans une préchambre de l’appareil à

150 °C sous pression réduite (≤ 2.10-8 Torr) pour éliminer les espèces volatiles physisorbées.

Les expériences ont été effectuées avec une source de Al Ka (h = 1486.6 eV), 120 W, 30 mA,

en utilisant le carbone, C (1s) en tant que référence d'énergie (284,6 eV).

La détermination de la nature et de l'état d'oxydation des espèces platine (Pto, Pt2+ et Pt4+) dans

les spectres XPS, se fait en particulier à travers l'étude du signal émis par le Pt (4f). Il est connu

que l'énergie cinétique de ces photoélectrons est de 70,7 à 70,9 et de 74,0 à 74,1 eV

respectivement pour les électrons 4F7/2 et 4F5/2 du Pt0. Le platine à l’état oxydé, Pt2+ et Pt4+, montre

une énergie de 72,8 à 73,1 eV (4F7/2) et 76,3 à 76,4 eV (4F5/2) pour le Pt2+ et 74,6 à 74,9 eV (4f7/2)

et 78,1à 78,2 eV (4f5/2) pour le Pt4+.

Pour le catalyseur Pt/NP1, on remarque la présence de Pt0, Pt2+ et Pt4+ alors que pour le

Pt/NP1-r, on observe la disparition du Pt4+ et l’augmentation de la proportion de Pt0, ce qui est le

but de la réduction (Figure 5). En ce qui concerne le Pt/NP3, on remarque que la réduction permet

d’augmenter la proportion du Pt0 au détriment des autres formes du platine mais l’espèce Pt4+ est

toujours présente mais en plus faible quantité. Les spectres XPS des catalyseurs Pt/NP5 et

Pt/NP5-r montrent une grande similitude avec la présence des trois espèces Pt0, Pt2+ et Pt4+. La

réduction n’a donc pas eu l’effet escompté lorsqu’on augmente la proportion du platine, peut-être

qu’il faudrait augmenter la température ou le temps de la réduction pour améliorer la quantité du

Pt0.



Figure 5. Spectres XPS du platine Pt (4f) des catalyseurs Pt/NP1-r, Pt/NP1, Pt/NP3-r, Pt/NP3, Pt/N5-r et Pt/NP5. Courbe noire : valeurs obtenues, courbe rouge : approximation à partir du

modèle choisi, courbe bleu clair : Pt°, courbe marron : Pt2+

, courbe bleu foncé : Pt4+

.

2.1.5. Surface spécifique et porosité

La surface spécifique, la porosité et la taille des particules de platine ont été déterminées par

chimisorption de l’hydrogène à 20 °C (Tableau 3). La réduction du Pt/NP3 à 400 °C conduit à un

frittage des particules de métal ce qui réduit la dispersion. Toutefois, pour le Pt/NP5, le même

traitement semble avoir conduit à la désagrégation des particules entraînant une augmentation de

la dispersion du métal. Ceci est très surprenant et n'est pas cohérent avec les résultats de DRX,

qui montrent que la réduction des catalyseurs à 400 °C a entraîné une diminution de la dispersion.

Ce résultat anormal pour la chimisorption du Pt/NP5 pourrait être attribué au fait que la

dispersion est tellement faible que la stœchiométrie H/Pt n'est plus applicable du fait que la teneur

en platine est élevée (environ 5% en poids) compte tenu que la surface du support est très faible

(environ 3 m2.g).

Tableau 3. Comparaison de la dispersion, de la surface spécifique et du diamètre des particules de métal.

Catalyseur Dispersion des

particules de métal (%)

Surface spécifique du métal

(m2.g

-1)

Diamètre des particules du Pt

(nm)

Pt/NP3 26,6 65,6 4,3

Pt/NP3-r 17,6 43,4 6,5

Pt/NP5 17,8 43,9 6,4

Pt/NP5-r 42,2 59,8 4,6

2.2. Hydrogénation du crotonaldéhyde

La réduction du crotonaldéhyde par l’hydrogène, en présence des catalyseurs dopés par le

platine, a été réalisée pendant des temps de réaction de 2 à 12 h. La réaction a été menée dans

un mélange isopropanol/eau de pourcentage volumique 50/50. Les résultats obtenus sont

regroupés dans la Figure 6.



0 2 4 6 8 10 12

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

%

Temps (h)

Conversion

S butanal

S butanol

S buténol

Rendement

Figure 6. Conversion du crotonaldéhyde, sélectivité des différents produits et rendement en buténol, de l’hydrogénation en phase liquide catalysée par Pt/NP5-r, en fonction du temps.

On remarque que la conversion du crotonaldéhyde et la quantité du butanol, produit de

l’hydrogénation totale, augmentent avec l’augmentation du temps de la réaction. Pour la formation

du buténol, produit recherché, la meilleure sélectivité (65%) est obtenue après 4 h de réaction et

une conversion de 40%, ce qui conduit à un rendement de 25%. Le meilleur rendement en buténol

(45%) est obtenu après 8 h de réaction avec une sélectivité de 59% et une conversion de 77%. Au

delà de 8 h de réaction, le rendement diminue progressivement.

Pour étudier l’effet de solvant dans l’hydrogénation du crotonaldéhyde, nous avons utilisé les

catalyseurs préparés et réduit à 400 °C, à savoir Pt/NP1-r, Pt/NP3-r et Pt/NP5-r. La réaction a été

testée pour différents solvants, le dioxane, un mélange dioxane/eau de proportion volumique

50/50, le tétrahydrofurane (THF), le N,N-diméthylformamide (DMF), l’isopropanol, un mélange

isopropanol/eau de proportion volumique 50/50 et l’éthanol (Figures 7 et 8).



5dio 3dio 1dio 5di+E 3di+E 1di+E 5THF 3THF 1THF 5N,N 3N,N 1N,N0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% Conversion

S butanal

S butanol

S buténol

Rendement

catalyseur - solvant catalyseur - solvant 5dio : Pt/NP5-r - dioxane 5THF : Pt/NP5-r - tétrahydrofurane 3dio : Pt/NP3-r - dioxane 3THF : Pt/NP3-r - tétrahydrofurane 1dio : Pt/NP1-r - dioxane 1THF: Pt/NP1-r - tétrahydrofurane 5di+E : Pt/NP5-r - dioxane/eau (50/50) 5N,N : Pt/NP5-r - N,N diméthylformamide 3di+E : Pt/NP3-r - dioxane/eau (50/50) 3N,N : Pt/NP3-r - N,N diméthylformamide 1di+E : Pt/NP1-r - dioxane/eau (50/50) 1N,N : Pt/NP1-r - N,N diméthylformamide

Figure 7. Conversion du crotonaldéhyde, sélectivité des différents produits et rendement en buténol, dans la catalyse de la réduction dans le dioxane, un mélange dioxane/eau, THF et DMF.

5is 3is 1is 5is+E 3is+E 1is+E 5ét 3ét 1 ét0

10

20

30

40

50

60

70

80

%

Conversion

S butanal

S butanol

S buténol

Rendement

catalyseur - solvant catalyseur - solvant 5is : Pt/NP5-r - isopropanol 5ét : Pt/NP5-r - éthanol 3is : Pt/NP3-r - isopropanol 3ét : Pt/NP3-r - éthanol 1is: Pt/NP1-r - isopropanol 1ét : Pt/NP1-r - éthanol 5is+E : Pt/NP5-r - isopropanol /eau (50/50) 3is+E : Pt/NP3-r - isopropanol /eau (50/50) 1is+E : Pt/NP1-r - isopropanol /eau (50/50)

Figure 8. Conversion du crotonaldéhyde, sélectivité des différents produits et rendement en buténol, dans la catalyse de la réduction dans l’isopropanol, un mélange isopropanol/eau et l’éthanol.

L’analyse des résultats obtenus en utilisant différents solvants permet de faire les remarques

suivantes :

1. La conversion augmente avec l’augmentation de la quantité de platine dans le catalyseur et

ceci pour tous les solvants utilisés sauf l’éthanol (conversion : Pt/NP5 > Pt/NP3 > Pt/NP1).



2. La sélectivité en buténol augmente lorsqu’on diminue la quantité de platine dans le

catalyseur (sélectivité : Pt/NP5 < Pt/NP3 < Pt/NP1).

3. Dans les solvants aprotiques dioxane, THF et DMF, les conversions obtenues sont faibles

(environ 30% dans le meilleur des cas) et l’hydrogénation de l’alcène est favorisée. Le

butanal se forme d’une façon sélective alors que l’hydrogénation totale est pratiquement

nulle. Ces solvants ne sont donc pas intéressants puisqu’ils ne conduisent pas au buténol

recherché.

4. Lorsqu’on utilise les solvants protiques éthanol et isopropanol, l’hydrogénation est

relativement favorisée et la conversion peut atteindre 50%. Dans ces alcools, contrairement

aux solvants aprotiques, on observe aussi la formation du buténol et du butanal. La

sélectivité en buténol est nettement améliorée dans l’éthanol et dépasse même celle en

butanal lorsqu’on utilise le Pt/NP3 et le Pt/NP1.

5. Plus intéressant encore, l’utilisation d’un mélange dioxane/eau et isopropanol/eau permet

une amélioration notable de la réaction. Dans le dioxane/eau, la conversion est légèrement

améliorée par rapport à celle obtenue dans le dioxane seul, par contre, on observe la

formation du buténol et du butanal avec une sélectivité en buténol qui augmente

considérablement lorsqu’on diminue la quantité de platine dans le catalyseur. Ainsi, la

sélectivité passe de 41% pour le Pt/NP5 à 51% pour le Pt/NP3 puis à 83% pour le Pt/NP1.

D’autre part, les résultats obtenus dans l’isopropanol/eau sont nettement améliorés par

rapport à ceux obtenus dans l’isopropanol. Ainsi, la sélectivité avoisine 60% pour tous les

catalyseurs testés et le rendement atteint 45% lorsqu’on utilise le catalyseur Pt/NP5-r avec une

conversion de 77%.

Cette étude sur l’effet de solvant de la catalyse de l’hydrogénation montre que le mélange

isopropanol/eau est le meilleur solvant parmi ceux que nous avons utilisés. Pour terminer cette

étude, nous avons réalisé l’hydrogénation du crotonaldéhyde, dans les mêmes conditions que

précédemment avec le Pt/NP5-r, en faisant varier la proportion entre l’isopropanol et l’eau

(Figure 9). Il apparaît clairement que le rapport volumique isopropanol/eau = 1/1 donne les

meilleurs résultats aussi bien en conversion qu’en rendement en buténol. Lorsqu’on augmente

encore plus la proportion de l’eau, on observe un ralentissement de l’hydrogénation et la

conversion baisse légèrement de 77 à 70% lorsqu’on passe d’un rapport isopropanol/eau de 1/1 à

1/3 et la sélectivité en buténol chute de 59 à 32%.

iso iso/eau 3/1 iso/eau 1/1 iso/eau 1/30

10

20

30

40

50

60

70

80

%

Conversion

S butanal

S butanol

S buténol

Rendement

catalyseur - solvant iso : Pt/NP5-r - isopropanol Iso/eau 3/1: Pt/NP5-r - isopropanol /eau (v/v = 3/1) Iso/eau 1/1 : Pt/NP5-r - isopropanol /eau (v/v = 1/1) Iso/eau 1/3 : Pt/NP5-r - isopropanol /eau (v/v = 1/3)

Figure 9. Conversion du crotonaldéhyde, sélectivité des différents produits et rendement en buténol, dans la catalyse de la réduction Pt/NP5-r dans un mélange isopropanol/eau avec différentes

proportions.



Conclusion

Dans ce travail, nous avons préparé des catalyseurs à base de phosphate naturel dopé par des

nanoparticules de platine, puis nous les avons caractérisés par plusieurs méthodes à savoir DRX,

MET, XPS, ICP-MS et SEM-EDX. On note que dans ces catalyseurs, le platine a été déposé sur la

surface de NP sous forme de nanoparticules et les espèces trouvées sont Pt0, Pt2+ et Pt4+.

La réactivité des catalyseurs Pt/NP a été testée dans l’hydrogénation du crotonaldéhyde,

sachant que trois produits sont susceptibles d’être formés à savoir, le butanal par réduction de la

double liaison C=C (produit naturellement favorable), le buténol par réduction de l’aldéhyde et le

butanol obtenu par réduction totale du crotonaldéhyde. L’objectif recherché était l’amélioration de

la sélectivité et du rendement en buténol.

Nous avons réalisé l’étude de l’effet de solvant. Cette étude à montré que les solvants protiques

sont plus favorables à cette hydrogénation et les meilleurs résultats sont obtenus dans le mélange

isopropanol/eau (50/50). Ainsi, on obtient une sélectivité en buténol qui avoisine 60% pour tous les

catalyseurs testés et le rendement peut atteindre 45% avec une conversion de

77%.

Références

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