Une nouvelle méthode pour valoriser le plus puissant gaz à effet de serre

L’hexafluorure de soufre (SF6) est un puissant gaz à effet de serre. Son potentiel de réchauffement climatique est 23 900 fois plus élevé que celui du CO2 et sa durée de vie dans l’atmosphère s’élève à 3 200 ans. Depuis le protocole de Kyoto en 1997, ce gaz synthétique fait l’objet d’importantes restrictions. Son utilisation est, par exemple, depuis interdite dans la fabrication de baskets. Mais faute de produits alternatifs, il est encore utilisé comme isolant électrique des équipements haute tension, afin d’éviter la formation d’arcs électriques. Cet usage représente 80 % de tout le SF6 produit. Une équipe de l’ICBMS (Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires), en collaboration avec l’ENS (École Normale Supérieure) de Lyon et l’ICR (Institut de Chimie Radicalaire), vient de mettre au point une méthode pour valoriser le SF6 afin de générer des composés à haute valeur ajoutée. Les résultats de leur travail de recherche viennent d’être publiés dans la revue Angewandte Chemie International Edition.

Les chercheurs ont développé une nouvelle stratégie d’activation du SF6 en brisant une liaison S-F (soufre-fluor) dans des conditions douces. Concrètement, ce gaz a été mis au contact d’une molécule organique en solution, en l’occurrence une amine, puis a été irradié à l’aide d’une lumière visible bleue. Ce mélange a permis d’obtenir un solide intermédiaire qui peut être filtré et stocké. « Alors que le SF6 est un gaz très stable et inerte, nous avons réussi à lui faire perdre un fluorure et à le transformer en un réactif : le SF5- » révèle Anis Tlili, chercheur au CNRS.

Ce solide a ensuite servi à réaliser deux types de réactions. Il a d’abord été utilisé pour insérer du fluor sur des molécules organiques via une réaction de désoxyfluoration dans le but de transformer des produits oxygénés en produits fluorés. Cette réaction présente par exemple un intérêt pour désoxygéner des produits dérivés de la biomasse, afin de les transformer notamment en combustible.

Obtenir une meilleure stabilité physico-chimique

Le fluor modifie grandement les propriétés des composés organiques qui les portent et ces derniers sont donc très recherchés. « Il faut savoir qu’environ 40 % de produits agrochimiques et 20 % des produits pharmaceutiques contiennent au moins un fluor, ajoute le chercheur. Cette incorporation permet d’atteindre certaines caractéristiques physico-chimiques, notamment une meilleure stabilité. Par exemple, lorsque l’on remplace les liaisons C-H (carbone-hydrogène) par des liaisons C-F (carbone-fluor) dans des médicaments, cette modification le rend plus stable et l’on prévient des sous-réactions potentielles dans le corps humain. »

La deuxième réaction développée à partir de ce solide est l’insertion du groupement fluoré SF5 sur des composés organiques. Ce groupement est très convoité pour les raisons citées ci-dessus, mais peu de méthodes pour l’incorporer existent à ce jour. L’intérêt de cette réaction réside donc dans l’obtention de ce groupement en partant d’un gaz à effet de serre.  « À partir de ce gaz inerte, très nocif pour l’environnement, nous avons réussi à faire d’une pierre deux coups et démontré que l’on peut obtenir des produits potentiellement intéressants dans tous les domaines de la science de la vie », déclare Anis Tlili.

Ce travail de recherche va se poursuivre, notamment pour tenter de réaliser les réactions à une échelle plus grande que celle du laboratoire. Les scientifiques veulent aussi essayer d’obtenir d’autres molécules intermédiaires, présentant encore plus de stabilité et permettant d’autres applications potentielles.