Chimie verte : concepts et applications

Auteur(s) :

Augé, Jacques Découvrir l'auteur

Résumé

Une synthèse sur les concepts et les objectifs de la chimie verte, sur les indicateurs existants pour évaluer la dimension verte d'un produit ou d'un procédé ainsi que sur les avancées récentes dans ce domaine de la science, notamment en ce qui concerne la limitation des déchets, la toxicité des produits et la dangerosité des procédés de production et d'élimination. ©Electre 2016

Autre(s) auteur(s)
- Scherrmann, Marie-Christine
Éditeur(s)
- EDP sciences
- CNRS éditions
Date
- DL 2016
Notes
- Notes bibliogr.
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XII-491 p.) : ill. ; 23 cm
Collections
- Savoirs actuels. Série Chimie
Sujet(s)
- Manuels d'enseignement supérieur
- Écologie chimique
ISBN
- 978-2-7598-0976-9 ;
- 978-2-271-09167-3
Indice
- 660 Industrie et génie chimiques
Quatrième de couverture
- Chimie verte
  Concepts et applications
  Se fondant sur les principes de Chimie Verte, Jacques Augé et Marie-Christine Scherrmann, tous deux de formation Ingénieur, montrent comment les concepts de Chimie Verte peuvent nous conduire à élaborer une chimie innovante avec des objectifs économiques, environnementaux et éthiques, donnant au chimiste une place prépondérante dans la Société.
  Les réactions décrites dans cet ouvrage mettent en exergue l'économie d'atomes, la prévention des déchets, la recherche de catalyseurs efficaces, l'optimisation du milieu réactionnel, des réactifs et des procédés, l'efficacité du traitement post-réactionnel. La vision globale qu'il faut avoir, qui se traduit par une analyse de cycle de vie et par des indicateurs de chimie verte, s'étend aussi aux matières premières nécessaires à leur transformation. Dans ce but l'ouvrage décrit une nouvelle chimie issue du végétal, la « végétalochimie », qui pourrait permettre de s'affranchir en partie de la pétrochimie.
  Les auteurs soulignent les améliorations apportées à la « vertitude » des procédés grâce à de nouveaux catalyseurs, des solvants alternatifs et des procédés non conventionnels, permettant de rendre plus sûres les transformations chimiques et de réduire au maximum le rejet de substances toxiques. Ils suggèrent même quelques pistes pour le futur en précisant les faiblesses actuelles, mais aussi les avancées majeures vers une chimie pleinement respectueuse de l'environnement. Des progrès restent à accomplir permettant aux jeunes chimistes à qui s'adressent ce livre, étudiants de Grandes Ecoles, de Master, doctorants, chercheurs, enseignants, de déployer leur imagination vers de nouveaux concepts pour de nouvelles applications avec des objectifs ambitieux clairement définis. Les auteurs, en s'appuyant sur les nombreux travaux récents issus des universités mais aussi des entreprises, montrent comment ces objectifs ont été atteints jusqu'à présent. Ils proposent aussi au lecteur 25 exercices intégrés aux différents chapitres afin que celui-ci puisse vérifier que les concepts sont bien acquis.
Tables des matières
- - Chimie verte
  - Concepts et applications
  - Jacques Augé et Marie-Christine Scherrmann
  - Savoirs actuels
  - EDP Sciences/CNRS Éditions
  - 1 Problématique du développement durable et chimie1
  - 1 Introduction1
  - 2 Aspects énergétiques2
  - 3 Principes de chimie verte4
  - 3.1 Énoncé des 12 principes de chimie verte4
  - 3.2 Principe de prévention des déchets5
  - 3.3 Principe d'économie d'atomes6
  - 3.4 Toxicité et écotoxicité6
  - 3.5 Solvants et auxiliaires7
  - 3.6 Principe d'efficacité énergétique7
  - 3.7 Utilisation des matières renouvelables8
  - 3.8 Groupes protecteurs8
  - 3.9 Principe de catalyse8
  - 3.10 Principe de biodégradabilité9
  - 3.11 Analyse en temps réel9
  - 3.12 Diminution des risques chimiques9
  - 4 Principes d'ingénierie verte9
  - 4.1 Énoncé des 12 principes d'ingénierie verte9
  - 4.2 Principe de limitation du danger intrinsèque10
  - 4.3 Principe d'optimisation des opérations de séparation et purification10
  - 4.4 Principe d'efficience11
  - 4.5 Tirer plutôt que pousser11
  - 4.6 Principe de conservation de la complexité11
  - 4.7 Durable plutôt que pérenne11
  - 4.8 Principe d'adaptation12
  - 4.9 Principe d'uniformisation12
  - 4.10 Principe d'intégration des flux12
  - 4.11 Principe de récupération12
  - 5 Critères de chimie verte13
  - 5.1 Au niveau sociétal13
  - 5.2 Au niveau d'une infrastructure13
  - 5.3 Au niveau d'une compagnie13
  - 5.4 Au niveau des procédés14
  - 6 Indicateurs de chimie verte liés aux masses14
  - 6.1 Économie d'atomes14
  - 6.2 Indicateurs liés aux déchets16
  - 6.3 Indicateurs liés aux entrants16
  - 6.4 Économie de matière18
  - 6.5 Outils d'évaluation de l'économie de matière20
  - 7 Analyse de cycle de vie21
  - 7.1 Définition des objectifs et du champ de l'étude21
  - 7.2 Inventaire du cycle de vie22
  - 7.3 Évaluation des impacts environnementaux22
  - 7.4 Interprétation de l'analyse de cycle de vie22
  - 7.5 Représentation multicritères de la vertitude23
  - 8 Cycle anthropique du CO₂23
  - 8.1 Principe de calcul du facteur d'émission du CO₂24
  - 8.2 Les différentes méthodes pour réduire le taux de CO₂26
  - 8.3 Recyclage chimique du CO₂28
  - 9 Matières premières critiques30
  - 10 Aspects réglementaires30
  - 10.1 Réglementation REACH (Register, Evaluation, Authorization, Chemicals)
  - 10.2 Réglementation CLP (Classification, Labellisation, Packaging)32
  - 10.3 Directive européenne 2009/28/CE32
  - Références33
  - 2 Réactions à économie d'atomes optimale35
  - 1 Hydrogénation36
  - 1.1 Réduction36
  - 1.2 Alkylation réductive37
  - 2 Oxydation38
  - 2.1 Oxydation par l'oxygène moléculaire39
  - 2.2 Oxydation par H₂O₂47
  - 2.3 Couplage oxydatif51
  - 3 Économie redox60
  - 3.1 Économie redox par isomérisation61
  - 3.2 Économie redox par transfert d'hydrogène62
  - 3.3 Économie redox par dismutation65
  - 4 Addition de HY (Y = O, N, S) sur double et triple liaisons66
  - 4.1 Hydratation66
  - 4.2 Hydroalcoylation67
  - 4.3 Hydrocarboxylation68
  - 4.4 Hydroamination70
  - 4.5 Hydrocarbamoylation73
  - 4.6 Hydrothiolation73
  - 5 Création de liaisons C-C via des transpositions prototropiques75
  - 5.1 Réactions mettant en oeuvre un complexe pi-allylique75
  - 5.2 Hydro versus carbamétallation75
  - 5.3 Alcynylation85
  - 5.4 Création de liaisons C-C via un vinylidène métal86
  - 5.5 Réactions du méthylène activé88
  - 6 Carbonylation88
  - 6.1 Carbonylation des alcools89
  - 6.2 Amidocarbonylation90
  - 6.3 Carbonylation de Reppe91
  - 7 Réactions péricycliques92
  - 7.1 Cycloadditions [4+2]92
  - 7.2 Cycloadditions [2+2]94
  - 7.3 Cycloadditions [3+2]94
  - 7.4 Cycloadditions [2+2+2]97
  - 7.5 Réaction ène, réaction et cyclisation de Prins98
  - 8 Réactions d'aldolisation100
  - 9 Additions conjuguées102
  - 10 Réactions domino103
  - 10.1 Réactions domino biocatalysées103
  - 10.2 Réactions domino catalysées par un métal de transition103
  - 10.3 Réactions domino radicalaires106
  - 10.4 Réactions domino Michael-(...)-alkylation et Michael-aldolisation107
  - 10.5 Réaction domino Knoevenagel-hétéro Diels-Alder108
  - 10.6 Réactions multicomposants via imine ou iminium108
  - 10.7 Réactions multicomposants à base d'isonitrile114
  - 10.8 Réactions multicomposants de Hantzsch et de Biginelli122
  - 10.9 Réaction de Gewald124
  - Références125
  - 3 Catalyse133
  - 1 Introduction133
  - 2 Catalyse hétérogène134
  - 2.1 Choix du catalyseur136
  - 2.2 Solides mlinéraux à caractère acido-basique136
  - 2.3 Hétéropolyacides (HPA)137
  - 2.4 Solides à porosité contrôlée139
  - 2.5 Catalyseurs métalliques147
  - 2.6 Chimie organométallique de surface153
  - 3 Catalyse organométallique homogène154
  - 3.1 Réduction155
  - 3.2 Oxydation163
  - 3.3 Création de liaisons C-C ou C-N via un complexe (...)-allylique178
  - 3.4 Création de liaisons C-C par couplage organométallique180
  - 3.5 Création de liaisons C-C par couplage organométallique avec transfert d'hydrogène185
  - 3.6 Création de liaisons C-C par hydrométallation asymétrique193
  - 3.7 Métathèse des alcènes et des alcynes198
  - 3.8 Autres réactions de création de liaison C-C via un métal-carbène204
  - 3.9 Création de liaison C-C par cycloaddition asymétrique208
  - 4 Catalyse par des acides de Lewis et des acides de BrØnsted210
  - 4.1 Hydrolyse des dithioacétals210
  - 4.2 Cycloadditions énantiosélectives211
  - 4.3 Réduction énantiosélective du groupe carbonyle213
  - 4.4 Réactions d'aldolisation énantiosélectives214
  - 4.5 Réactions de Friedel-Crafts énantiosélectives215
  - 4.6 Activation de la liaison C-H sp³216
  - 4.7 Catalyse par les sels d'or217
  - 5 Catalyse enzymatique218
  - 5.1 Cinétique enzymatique219
  - 5.2 Inhibition220
  - 5.3. Spécificité enzymatique221
  - 5.4 Hydrolases222
  - 5.5. Oxydo-réductases228
  - 5.6 Lyases240
  - 5.7 Transférases246
  - 5.8. Isomérases249
  - 6 Organocatalyse250
  - 6.1 Organocatalyseurs250
  - 6.2 Additions nucléophiles sur une double liaison C=O253
  - 6.3 Additions conjuguées255
  - 6.4 Additions nucléophiles sur la double liaison C=N261
  - 6.5 Fonctionnalisation en alpha des composés carbonylés262
  - 6.6 Cycloadditions264
  - Références265
  - 4 Solvants alternatifs277
  - 1 Introduction277
  - 1.1 Sécurité, cycle de vie et paramètres écologiques277
  - 1.2 Propriétés des solvants280
  - 2 L'eau282
  - 2.1 Structure et propriétés de l'eau282
  - 2.2 Solutions aqueuses283
  - 2.3 Hydratation hydrophobe285
  - 2.4 Interactions hydrophobes288
  - 2.5 Réactivité dans et sur l'eau288
  - 3 Fluides supercritiques304
  - 3.1 Propriétés des fluides supercritiques304
  - 3.2 Réactivité dans les fluides supercritiques305
  - 4 Solvants bio-sourcés ou agrosolvants310
  - 4.1 Généralités et exemples310
  - 4.2 Glycérol312
  - 4.3 2-Méthyltétrahydrofurane313
  - 5 Liquides ioniques314
  - 5.1 Structures et propriétés des liquides ioniques314
  - 5.2 Liquides ioniques comme milieu réactionnel318
  - 6 Solvants fluorés et techniques associées324
  - 6.1 Propriétés des solvants fluorés324
  - 6.2 Solvants fluorés comme milieu réactionnel324
  - 7 Polyéthylène glycols329
  - 7.1 Propriétés des polyéthylène glycols329
  - 7.2 Polyéthylène glycols comme milieu réactionnel330
  - Références333
  - 5 Méthodes alternatives en synthèse339
  - 1 Introduction339
  - 2 Chimie sans solvant339
  - 2.1 Principe339
  - 2.2 Exemples341
  - Préface XI
  - 3 Microondes345
  - 3.1 Principe345
  - 3.2 Exemples347
  - 4 Ultrasons351
  - 4.1 Principe352
  - 4.2 Exemples353
  - 5 Photochimie359
  - 5.1 Principe359
  - 5.2 Exemples361
  - 6 Microréacteurs et flux continu372
  - 6.1 Principe372
  - 6.2 Exemples378
  - Références400
  - 6 Biomasse407
  - 1 Généralités407
  - 1.1 Composition chimique de la biomasse408
  - 1.2 Propriétés physico-chimiques des principaux constituants410
  - 1.3 Dépolymérisation de la matière lignocellulosique411
  - 2 Biogaz413
  - 2.1 Biohydrogène413
  - 2.2 Biométhane414
  - 3 Biocarburants416
  - 3.1 Généralités sur les biocarburants et les bioliquides416
  - 3.2 Biocarburants de première génération416
  - 3.3 Biocarburants de deuxième génération420
  - 3.4 Biocarburants de troisième génération425
  - 4 Bioproduits et biomatériaux427
  - 4.1 Produits issus de la fermentation des sucres427
  - 4.2 Produits issus de la transformation fonctionnelle des sucres432
  - 4.3 Produits issus de la dégradation des sucres437
  - 4.4 Produits issus de la dégradation de la lignine442
  - 4.5 Produits issus de la filière huiles végétales442
  - 4.6 Terpènes445
  - Références446
  - Annexes451
  - 1 Annexes du chapitre 1451
  - 1.1 Corrigé de l'exercice 1 (paragraphe 6.1)451
  - 1.2 Corrigé de l'exercice 2 (paragraphe 6.4)452
  - 1.3 Calcul de l'économie de matière pour un ensemble de séquences réactionnelles454
  - 1.4 Corrigé de l'exercice 3 (paragraphe 8.1)469
  - 1.5 Corrigé de l'exercice 4 (paragraphe 8.1)469
  - 1.6 Corrigé de l'exercice 5 (paragraphe 8.1)470
  - 2 Annexes du chapitre 2470
  - 2.1 Corrigé de l'exercice 1 (paragraphe 2.1.4)470
  - 2.2 Corrigé de l'exercice 2 (paragraphe 4.3.2)471
  - 2.3 Interactions entre molécules ou fragments de molécules472
  - 2.4 Corrigé de l'exercice 3 (paragraphe 7.1)473
  - 2.5 Corrigé de l'exercice 4 (paragraphe 7.3)475
  - 3 Annexes du chapitre 3475
  - 3.1 Corrigé de l'exercice 1 (paragraphe 3.1.1)475
  - 3.2 Corrigé de l'exercice 2 (paragraphe 3.2.1.4)477
  - 3.3 Corrigé de l'exercice 3 (paragraphe 5.1)477
  - 3.4 Corrigé de l'exercice 4 (paragraphe 5.6.2)479
  - 4 Annexes du chapitre 4479
  - 4.1 Constantes physiques des solvants479
  - 4.2 Paramètres empiriques pour la classification des solvants480
  - 4.3 Corrigé de l'exercice 1 (paragraphe 2.2)482
  - 4.4 Corrigé de l'exercice 2 (paragraphe 2.4)482
  - 4.5 Corrigé de l'exercice 3 (paragraphe 4.3)483
  - 4.6 Corrigé de l'exercice 4 (paragraphe 5.2)484
  - 4.7 Corrigé de l'exercice 5 (paragraphe 5.2)484
  - 5 Annexes du chapitre 5485
  - 5.1 Corrigé de l'exercice 1 (paragraphe 2.2)485
  - 5.2 Corrigé de l'exercice 2 (paragraphe 6.1)485
  - 5.3 Corrigé de l'exercice 3 (paragraphe 6.2.7)486
  - 6 Annexes du chapitre 6488
  - 6.1 Corrigé de l'exercice 1 (paragraphe 2.2)488
  - 6.2 Corrigé de l'exercice 2 (paragraphe 3)488
  - 6.3 Corrigé de l'exercice 3 (paragraphe 4.1.1)489
  - 6.4 Corrigé de l'exercice 4 (paragraphe 4.5.2)490
  - Références491
Origine de la notice:
- FR-751131015 ;
- Electre