Approche théorique des réactions d'hydrotraitement et d’hydrohalogénation catalytiques de l’oxirène du 1h-azirène et de leurs dérives

Abstract

Les réactions d'hydrotraitement dans lesquelles interviennent les réactions d’hydrogénation et d’hydrogénalyse consistent à améliorer la qualité et la stabilité des combustibles et des lubrifiants. Les réactions d’hydrohalogénation sont également très Importantes dans l'industrie. Dans le cadre de la recherche fondamentale, la chimie quantique joue un rôle très important dans la détermination des mécanismes de réactions. Les présents travaux s’inscrivent dans cette logique et s'intéressent à la modélisation des réactions d'hydrotraitement et d’hydrohalogénation catalytiques de l'oxirène, du 1H-azirène et de leurs dérives. Les méthodes de calculs utilisées sont les méthodes SCF-HF, MP2 et DFT dans la base lanid2x et le logiciel utilisé est le Gaussian98W. Les réactions d'hydrogénation ont été simulées sur l'oxirène, l'oxirane, 1'époxy-1,2-propane, le 1H-azirène, le 2H-azirène et le méthyl-1H-azirène ; les réactions d'hydrohalogénation ont porté sur trois de ces molécules et celles de coupure carbone oxygène et carbone-azote sur le 1H-azirène, l'oxirène et leur dérivé méthylé. Des résultats des réactions d'hydrogénation, Il ressort que le 1H-azirène réagit avec le dihydrogène en subissant une tautomérie en présence de PdCI2, d’ALCI3 ou de znci2 ; le produit de réaction est le 2H-azirène. Sur le pelladium métallique, la molécule du 2H-azirène peut être hydrogénée par LIAIH4 et le produit de réaction est l’aziridine. Le 2-méthyl-1H-azirène, en réagissant avec le dihydrogène en présence de ZnCl2, donne le propan-1-imine. La réaction entre l'oxirène et le dihydrogène en présence de MoS3H3+ a conduit à la formation de la molécule d’éthanal. L’hydrogénation de l’oxirane n’est possible que sur WS3h3+. Le produit de réaction est l’éthanol. Le même type de réaction s’observe lorsque l’oxirane est remplacé par l’époxy propane ; il s’est formé de propan-1-ol. Pour ce qui consernz les réactions d’hydrohalogénation, il s’est révélé que les réactions entre la molécule du 1h-azirène et les halogénures d’hydrogène en présence de ALCI3 produisent le 2-chloroéthanamine, le 2-bromoaziridine ou le 2h-azirène, respectivement avec HCI, HBr ou HI. L’action de HCI sur le 2-méthyl-1h-azirène conduit à la formation de 1-chloropropan-2-Imine. L’époxy propane réagit avec HCI en presence de ALCI3 ; il réagit aussi avec HBr en présence de AICI3 : on obtient, respectivement, le 2-chloropropan-1-ol et le 2-bromopropan-1-ol. Dans les présents travaux nous avons montré que la désoxygénation de l’oxirène et de l’oxirane est possible respectivement avec l’oxirène et l’oxirane. Les résultats issus de la dénitrogénation ont montré que la dénitrogénation du 1H-azarène et de l’aziridine sont possibles en présence du disulfure de molybdène. Nous avons respectivement obtenu l’acétylène et le l’étylène. Pour chacun des processus objets de la présence thèse, un mécanisme rationnel qui tienne compte de l’état de transition a été proposé.