Développement de nouveaux organocatalyseurs pour la synthèse de polyuréthanes

Abstract

Depuis leur découverte dans les années 1930, les polyuréthanes (PU) ont connu un essor important et représentent aujourd’hui un marché supérieur à 10 millions de tonnes par an. Ces matériaux sont préparés par réaction de polyaddition d'un polyol sur un polyisocyanate en présence d’un catalyseur. Des complexes organométalliques, notamment à base d’étain, sont communément employés pour accélérer cette réaction. Cependant, leur toxicité et leur nocivité envers l’environnement vont prochainement conduire à leur interdiction. Dans le cadre d’un projet pluridisciplinaire, nos efforts se sont concentrés sur le développement de catalyseurs potentiellement plus respectueux de l’environnement. Nous avons tout d’abord réalisé un criblage d’organocatalyseurs pour la synthèse de carbamates. Cette étude préliminaire a mis en évidence l’efficacité des guanidines bicycliques telles que le 7-méthyl-1,5,7-triazabicyclo[4,4,0]déc-5-ène (MTBD). De nouveaux analogues du MTBD ont été préparés et utilisés comme catalyseurs pour la synthèse de PU. Une étude mécanistique a également été conduite. Elle a permis d’expliquer les comportements catalytiques contrastés d’espèces chimiques pourtant très proches, à l’image du MTBD, du TBD, du DBU et du DBN. Ces travaux ont notamment mis en évidence la nucléophilie du MTBD qui réagit avec deux équivalents d’isocyanate pour former des composés tricycliques originaux. Ces nouveaux hétérocycles présentent des propriétés attrayantes de catalyseurs à effet retard thermo-activables pour la synthèse de PU.