Soutenance mémoire
GENERALITES SUR LA GLYCERINE
Historique de la glycérine
Il y a un peu plus de deux cent ans, en 1779, Carl W. Scheele, un chimiste suédois, découvrait un nouveau liquide sirupeux en chauffant de l’huile d’olive et un oxyde de plomb. Quelques années plus tard, en 1823, Eugène Chevreul publie Recherches chimiques sur les corps gras d’origine animale. Dans cet ouvrage, il explique la réaction de saponification et démontre que les corps gras sont formés d’une combinaison entre le glycérol et des acides gras. En 1867, Alfred Nobel fait de la dynamite à partir du glycérol, une découverte qui a provoqué un tournant important dans le développement d’applications pour le glycérol. Aujourd’hui, le glycérol, trivialement appelé glycérine, est à l’origine d’une grande variété d’utilisations domestiques et industrielles. Il existe deux types de glycérol. Le glycérol naturel qui est issu d’huiles végétales comme le soja, des grains de maïs, des graines de colza, des noix de coco et de graisses animales, la glycérine synthétique qui est obtenu à partir du pétrole. Les sources de glycérol brut naturel sont diverses. La première est la fabrication u savon. Le glycérol est un sous-produit de la réaction de saponification dont le but premier est de fabriquer du savon à partir de matières grasses animales ou végétales. La seconde est représentée par les produits oléo chimiques [4].
Caractéristiques physico-chimiques de la glycérine
Le glycérol (propane-1, 2,3-triol) ou glycérine est un composé organique naturel de formule : CH2OH-CHOH-CH2OH. Le glycérol est un liquide sans couleur, inodore, non toxique, visqueux et très hygroscopique. Le nom du glycérol est dérivé du grec « glykys » qui signifie « goût sucré ». En 1823, le chimiste français Eugène Chevreul a démontré que le glycérol faisait partie intégrante de la structure des triglycérides. Le glycérol est totalement soluble dans l’eau et les alcools et insoluble dans la plupart des solvants organiques usuels. Le tableau ci-dessous regroupe les propriétés physico-chimiques du glycérol .
Quelques Modes d’obtention du glycérol
Industriellement, le glycérol est un sous-produit de l’industrie du savon [4] et du biodiesel [5] (100 Kg de glycérol sont produits pour 1 tonne de savon ou de biodiesel). Le glycérol produit industriellement, possède généralement une pureté de 75-90%, en effet, l’eau et les sels résiduels (provenant des catalyseurs) sont les principaux contaminants du glycérol .
QUELQUES METHODES DE NEUTRALISATION DE LA GLYCERINE
L’utilisation du glycérol dans les procédés de chimie fine est aujourd’hui devenue un axe de recherche majeur. Ainsi, par analogie à la chimie du propylène, de nombreux travaux ont récemment vu le jour pour la conversion du glycérol en produits de plus haute valeur ajoutée. Ces derniers orientent notre choix sur la transformation de la glycérine contenu dans le savon en d’autres produits permettant de faciliter sa séparation.
Transformation du glycérol en éther de glycérine
Ethérification de la glycérine en éther éthylique
De nombreux auteurs [10- 12] proposent la synthèse d’éthers de glycérol en faisant réagir le mono alcoolate de glycérol avec un halogénure d’alkyle. Ainsi le glycérate métallique est formé par action d’un métal alcalin (Na, K) ou des bases hydroxylées correspondantes (NaOH, KOH) sur le glycérol dans un solvant organique. Le glycérate de sodium ou de potassium réagit ensuite avec un halogénure d’alkyle tel que le bromure d’éthyle en présence d’éthanol pour donner le 3-éthoxypropan-1,2-diol avec 35% de rendement .
Ethérification de la glycérine en éther de glycérol et d’alkyle
Une autre voie de synthèse des éthers de glycérol à partir de glycérol a été explorée par Shoji et coll [13]. Il s’agit d’une synthèse en deux étapes qui nécessite le passage par la monochlorhydrine de glycérol. Cette dernière réagit ensuite avec un deuxième alcool source de radical alkoxy en milieu basique pour donner l’éther de glycérol correspondant.
Neutralisation de la glycérine par estérification
L’estérification est généralement effectuée en présence d’un catalyseur acide tel que l’acide sulfurique, phosphorique, ou des acides sulfoniques. En présence d’un catalyseur homogène, le milieu réactionnel doit être neutralisé en fin de réaction. Ces procédés génèrent beaucoup de déchets, notamment des sels. Ainsi, des techniques de purification complexes et coûteuses sont nécessaires pour isoler les mono glycérides avec des puretés supérieures à 80% .
Estérification de la glycérine par l’acide acétique
Le glycérol peut être estérifié par l’acide acétique pour produire du mono acétate de glycérol (monoacétine) qui est utilisé comme solvant ou additif alimentaire [16]. Le diacétate de glycérol (diacétine) est quant à lui utilisé comme matière première pour la production de polyesters biodégradables [17]. Le triacétate de glycérol (triacétine) est également utilisé comme un additif antidétonant pour l’essence . Il est important de souligner que le monoacétine et le diacétine peuvent co-exister sous la forme de deux régioisomères en fonction de la position du groupement acétyle.
Estérification de la glycérine en acrylate de glycérol par catalyse enzymatique
Quel que soit le procédé, l’emploi de catalyseurs acides ou basiques est souvent nécessaire pour accélérer la réaction. De manière générale, l’estérification directe du glycérol par les acides carboxyliques conduit à des mélanges de mono, di, et triesters de glycérol. A notre connaissance, très peu de réactions conduisent sélectivement aux α-monoesters [19-21]. La catalyse enzymatique est dans certains cas la seule alternative permettant d’accéder sélectivement à ces composés. Les enzymes utilisées sont généralement des lipases tels que la lipozyme, PPL (Pig Pancreatic Lipase) ou encore la LCC (Lipase from Candida Cylindracea) [22]. Les esters de glycérol sont aussi obtenus par réaction du glycérol avec un donneur d’acyle (diester) en présence de lipase 1,3-régiosélective [23]. La réaction a lieu dans un système dépourvu de solvant organique et contenant une très faible quantité d’eau (<4%). Un mélange de mono (70%) et de diester (10%) est alors obtenu.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA GLYCERINE
I.1- Historique de la glycérine
I.2- Caractéristiques physico-chimiques de la glycérine
I.3 Quelques Modes d’obtention du glycérol
I.3.1 Obtention industrielle de la glycérine lors de la synthèse du biodiésel
I.3.2 Obtention de la glycérine lors de la fabrication du savon
CHAPITRE II: QUELQUES METHODES DE NEUTRALISATION DE LA GLYCERINE
II.1 Transformation du glycérol en éther de glycérine
II.1.1 Ethérification de la glycérine en éther éthylique
Schéma 3: schéma de synthèse d’éther éthylique de glycérol à partir de glycérol
II.1.2 Ethérification de la glycérine en éther de glycérol et d’alkyle
II.1.3 Ethérification de la glycérine par les esters inorganiques en éther méthylique
II.2 Neutralisation de la glycérine par estérification
II.2.1 Estérification de la glycérine par l’acide acétique
II.2.2.Estérification de la glycérine en acrylate de glycérol par catalyse enzymatique
II.3 Méthode de neutralisation de la glycérine par polymérisation
II.3.1 Polymérisation de la glycérine en milieu basique par le mécanisme SN2
II.3.2 Polymérisation de la glycérine en milieu acide par le mécanisme SN1
II.4- Autres réactions de neutralisation de la glycérine
II.4.1- Neutralisation de la glycérine par oxydation enzymatique
II-4-2 Neutralisation de la glycérine par déshydratation (formation de l’acroléine, acide acétique et hydroxyacétone)
II.4.3 neutralisation de la glycérine en divinylglycol
II.4.4 Neutralisation de la glycérine en gaz (H2, CH4, CO2, CO)
II-4-5- Neutralisation de la glycérine par hydrogénolyse
CHAPITRE III : UTILISATION DE QUELQUES PRODUITS ISSUS DE LA GLYCERINE
III.1 Quelques produits issus de la revalorisation de la glycérine
III.2 utilisation des éthers de glycérol
III.2.1 Les esters en tant qu’émollients
III.2.2 Les esters et leurs utilisations dans le maquillage
III.3 Application de certains produits issus de la déshydratation de la glycérine
III.3.1 Acroléine
III.3.2 Divinylglycol
III.4 Application de certains produits issus de l’hydrogénolyse de la glycérine
III.4.1 Ethylène glycol
III. 4.2 Propan-2-ol (alcool isopropilique) et l’alcool éthylique dénaturé
III.4-Utilisation de certains produits issus de la déshydratation de la glycérine
CONCLUSION
