Prix Latsis Universitaire EPFL 2019 – Jeremy Luterbacher

© 2019 EPFL - Jeremy Luterbacher

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Depolymerizing biomass using protection group chemistry

"Pour sa découverte des réactions de fonctionnalisation des sucres et de la lignine par les acétals, lesquels préviennent la dégradation de ces composés durant leur extraction de la matière végétale. La formation d'acétals permet notamment d’isoler une forme de la lignine qui peut être facilement convertie en produits chimiques, ce qui a le potentiel d'améliorer nettement la productivité des bioraffineries et de la production du papier."

Mis à part le dioxyde de carbone, la biomasse lignocellulosique est la deuxième source la plus abondante de carbone renouvelable sur notre planète. Cela fait de la biomasse une source très attractive d’alternative renouvelable aux produits pétrochimiques. La production de produits chimiques à partir de la biomasse passe généralement par la dépolymérisation des trois principaux polymères qui constitue cette dernière, la cellulose et l’hémicellulose, qui sont des polysaccharides; et la lignine qui est un polymère à composants aromatiques. Les molécules qui résultent de la dépolymérisation de ces trois polymères peuvent être transformés catalytiquement en substituts direct ou indirect aux produits pétrochimiques. Durant la dépolymérisation, le grand défi n’est généralement pas d’obtenir la réaction voulue, mais plutôt d’éviter que des réactions néfastes ne se déroulent plus rapidement. Ces réactions de dégradation sont spécialement problématiques dans le cas de la conversion de la lignine puisqu’elles ont systématiquement empêché le développent de son utilisation comme source de produits chimiques.

Jeremy Luterbacher et son groupe de recherche ont découvert que la fonctionnalisation avec des groupes acétals peuvent capturer de manière réversible les intermédiaires de la dépolymérisation des polysaccharides et de la lignine et prévenir leur dégradation. Ceci permet de grandement augmenter les rendements de monomères pendant ces processus. Ils ont notamment montré qu’en utilisant des conditions appropriées, la lignine isolée, qui est généralement très compliquée à utiliser, peut être convertie vers seulement un ou deux produits. Cette chimie a le potentiel d’augmenter la productivité bioraffineries et des procédés de fabrication du papier de manière significative.