Des micro-réactions pour une synthèse chimique avancée
Les microréacteurs sont de petits dispositifs où se déroulent des réactions chimiques, en général dans un réseau de canaux de dimension inférieure à 1 mm. La réaction chimique se déroule de façon continue dans les canaux du microréacteur, plutôt qu'en une seule fois et en grande quantité comme c'est le cas avec les procédés traditionnels de production chimique. Malgré la petite taille de chaque canal, la réaction se produit de façon continue dans un grand nombre de ces canaux, ce qui permet d'obtenir de grandes quantités de produits chimiques. Les microréacteurs présentent plusieurs avantages par rapport aux réacteurs de taille standard, dont une meilleure efficacité énergétique, une plus grande rapidité de réaction, un meilleur rendement, ainsi qu'une plus grande sécurité et fiabilité; ils permettent également de contrôler la réaction de façon beaucoup plus fine. Les chimistes utilisent les microréacteurs afin de développer des procédés plus efficaces pour synthétiser des produits chimiques. Bénéficiant d'un financement de l'UE, les scientifiques de l'initiative PHOTOFLOW (Synthesis of trifluoromethylstyrene compounds via gas-liquid photoredox catalysis in continuous-flow microreactors) ont développé une méthode employant des microréacteurs pour synthétiser des produits chimiques appelés composés trifluorométhylstyrènes. Les composés trifluorométhylés sont utiles dans l'industrie pharmaceutique et l'agrochimie. PHOTOFLOW a étudié un procédé utilisant la lumière pour catalyser la réaction, basé sur une méthode appelée catalyse photoredox. Le rapport surface-volume élevé des microréacteurs est parfait pour cela car il maximise l'effet de la lumière et assure un refroidissement efficace. Pour comprendre le processus de réaction et améliorer son efficacité, les scientifiques ont étudié l'effet de différents facteurs sur la réaction. Ces facteurs comprenaient les catalyseurs, les substrats, les solvants, la lumière et la température. Ils ont comparé l'utilisation de différents substrats, comme des arylamines pauvres ou riches en électrons, et développé des protocoles pour mesurer les paramètres importants des réactions photochimiques. Les scientifiques ont mis au point de nouveaux microréacteurs très efficaces pouvant être utilisés en photochimie. Ils ont également optimisé certaines parties du processus de synthèse des composés de trifluorométhylstyrène dans les photo-microréacteurs. Le photo-microréacteur mis au point par PHOTOFLOW pourrait être un outil important pour mener des recherches théoriques dans le secteur de la chimie. Cette recherche fait également progresser notre connaissance de la technologie des microréacteurs et contribue aux domaines de l'ingénierie des réactions, de la chimie en continu et de la photochimie.
Mots‑clés
PHOTOFLOW, composés trifluorométhylés, catalyse photoredox, réactions photochimiques, photo-microréacteur
