Letteratura scientifica selezionata sul tema "Acide furanique"

A new polymer composite material based on furfural-acetone monomer, crude tall oil and its fatty acids, which are waste from the pulp and paper industry, was obtained. In this paper, the effect of crude tall oil and its fatty acids on furfural-acetone monomer binder in a composite material is considered. The composition for the composite material, consisting of FA monomer, filler and catalyst p-toluenesulfonic acid, was modified with crude tall oil additives or tall oil fatty acids. It was shown that the compressive strength of composite samples after 30-day exposure at room temperature, obtained with a reduced amount of furfural-acetone monomer and the introduction of 100% fatty acids of tall oil from the furfural-acetone monomer content, increases by 37%, with the introduction of 150% fatty acids of tall oil, the strength increases slightly - by 1.5%, but the density increases significantly and water absorption decreases with respect to the standard sample. Additives of crude tall oil (up to 150% of furfural-acetone monomer) lead to an increase in density, a decrease in water absorption - by 84%, but reduce the compressive strength of samples by 12%. The improvement in the physicochemical properties of the composite material was explained by the alleged chemical interaction of tall oil fatty acids with mono- and difurfurilideneneacetone (furfural-acetone monomer), which takes place with the formation of new polymers. This is confirmed by DTA data, chromatograms of the furfural-acetone monomer - fatty acids of tall oil (TLC) mixture, and IR spectra. The use of fatty acids of tall oil or crude tall oil, non-expensive, non-toxic products of natural origin in the composite material, can reduce the consumption rates of furfural-acetone monomer and improve the quality of the polymer.

Le latex d'Hevea brasiliensis qui contient de grosses quantités de poly(cis-1,4-isoprene) plus communément appelé caoutchouc naturel, est une matière première essentielle pour la production de nombreux produits nécessitant de l'élasticité et provenant de sources naturelles. Le latex se compose de divers autres composants, dont des lipides (~1,3 % en poids du latex frais), avec des variations selon les génotypes. Dans certains génotypes, des lipides contenant une structure furanique peuvent être présents. Ces acides gras furaniques (FuFA) possèdent des propriétés telles que des effets antioxydants, anti-inflammatoires, avec une activité bénéfique sur la prévention des maladies cardiaques, l’amélioration de la masse musculaire, ou encore la prévention des désordres métaboliques. Ces propriétés sont importantes pour améliorer la qualité de vie, ce qui indique un potentiel de découverte de nouveaux produits de haute valeur à partir du latex d'Hevea brasiliensis. Dans cette thèse, 52 génotypes de caoutchouc ont été examinés dans des essais de clones à petite échelle au Cambodge pour évaluer la varialbilité génétique de la concentration de FuFA dans le latex. Les génotypes dont la parenté incluait le clone PB5/51 ont montré un plus haut potentiel de production de FuFA. La quantité de FuFA trouvée était positivement corrélée avec la teneur en acide gras C16:1. La plus forte concentration de FuFA dans le latex frais a été trouvée dans le génotype IRCA 323 (0.71% p/p latex) tandis que la plus grosse production par saignée provient du génotype PB235 (2446 mg/arbre/saignée). Par ailleurs, dans un autre essai agronomique en station experimentale en Thailande, l'influence de trois facteurs agronomiques sur le métabolisme de biosynthese du polyisoprene du latex (évalué par le “diagnostic latex”) et sur la production de FuFA a été étudiée : Saison (échantillons mensuels sur deux années agronomiques) , Systèmes de saignée (S/2 d2, S/3 2d3, et S/2 d3 avec stimulation) et Génotypes (PB235, RRIM600, et RRIT251). Comme prévu, le génotype a été le principal facteur influençant la production de FuFA, le PB235 fournissant de loin la plus grande quantité de FuFA. Le système de saignée n'a eu qu’un effet limité sur le métabolisme du latex et la production de FuFA. La principale variation saisonnière a été une augmentation du rendement en latex tout au long de l'année agronomique, accompagnée d'une hausse du rendement en FuFA. Aucune corrélation n’a été observée entre le métabolisme de la régénération du polyisoprene du latex et la quantité de FuFA. Des stratégies d'extraction et de purification du FuFA ont été étudiées en utilisant le latex PB235 stabilisé à l'ammoniaque. Il a été trouvé que l'extraction utilisant l'acétate d'éthyle avait un potentiel comparable à celui du chloroforme-méthanol pour extraire le FuFA. L'utilisation d’une silice 60A comme phase stationnaire semble être la plus efficace pour séparer chromatographiquement sur colonne les FuFA sous forme de triglycérides (TG-FuFA) des autres lipides présents dans le latex. De plus, la possibilité d’utiliser des enzymes lipolytiques, telles que GPLRP2 et cutinase, pour hydrolyser les lipides contenant du FuFA et potentiellement récupérer le FuFA sous forme d'acides gras libres à partir du latex stabilisé a été démontrée. L'analyse structurelle des TG-FuFA par des techniques de RMN a confirmé la structure du FuFA-F2 (9M5). L'analyse thermique des TG-FuFA par analyse thermogravimétrique sous azote a montré des changements de poids à 420 °C, tandis qu’en présence d'oxygène, des changements de poids se sont produits entre 200-360 °C et 370-530 °C. Ces résultats de recherche indiquent la possibilité de développer des génotypes d’hevea avec une teneur plus élevée en FuFA, confirment l'utilisation de solvants naturels pour l'extraction du FuFA, et présentent des voies de purification du FuFA à l'aide de techniques chromatographiques ou par une approche enzymatique
Hevea latex that contains high amount of poly(cis-1,4-isoprene), commonly know as natural rubber, is an essential raw material for producing many products that require elasticity and come from natural sources. The latex consists of various other components, including lipid (~1.3% by weight of fresh latex), with variations depending on the genotypes. In some genotypes, lipids containing a furan structure can be found. These furan fatty acids (FuFA) possess properties such as antioxidation and anti-inflammatory effects, with beneficial activity in preventing heart diseases, improving muscle mass, and preventing metabolic disorders. These properties are important for improving the quality of life, highlighting the potential of Hevea latex for implementing new high-value by-products. In this thesis, 52 rubber genotypes from a small-scale clone trials in Cambodia were studied to assess the genetic variability of the concentration of FuFA in latex. Genotypes related to the PB5/51 rubber strain were found to have the potential to produce FuFA, and the amount of FuFA found was positively correlated with the C16:1 fatty acid content. The highest FuFA concentration in fresh latex was found in IRCA323 clone (0.71 % w/w latex) and the highest production per tapping was from PB235 genotype (2446 mg/tree/tapping). Moreover, in another experimental trial in Thailand, the influence 3 agronomical factors on the latex cell rubber metabolism (assessed by “Latex diagnosis”), and FuFA production was studied: season (monthly samplings on 2 agronomical years), tapping systems (S/2 d2, S/3 2d3, S/2 d3 with stimulation) and genotype (PB235, RRIM600, and RRIT251). As expected, genotype was the main factor influencing FuFA production, with PB235 yielding a high quantity of FuFA. The tapping system had minimal effect on latex cell rubber metabolism and FuFA production. The primary seasonal variation was an increase in latex yield throughout the agronomical year, accompanied by a rise in FuFA yield. No correlation was observed between latex cell rubber metabolism and FuFA content. Extraction and purification strategies for FuFA were investigated using PB235 latex stablized with ammonia. It was found that extraction using ethyl acetate had comparable potential to chloroform-methanol in extracting FuFA. Using silica 60A as the stationary phase appears to be the most effective method for column chromatography to separate FuFA in the form of triglycerides (TG-FuFA) from other lipids found in latex. Moreover, the use of lipolytic enzymes such as GPLRP2 and cutinase for hydrolyzing FuFA-containing lipids and potentially recover FuFA as free fatty acids from stabilized latex was demonstrated. The structural analysis of TG-FuFA using NMR techniques confirmed the FuFA-F2 (9M5) structure. Thermal analysis of TG-FuFA using TGA under nitrogen conditions showed weight changes at 420°C, while under air conditions, weight changes occurred between 200-360°C and 370-530°C. The research findings indicate the possibility of developing rubber genotypes with higher FuFA content, identifying natural solvents suitable for FuFA extraction, and presenting the feasibility of FuFA purification through chromatography or enzymatic techniques

La biomasse fait partie des ressources renouvelables qui peuvent répondre durablement à nos besoins de production de carburants, de produits chimiques et de matériaux. En effet, la biomasse non comestible telle que la lignocellulose a attiré l'attention des chercheurs et des scientifiques au cours des dernières décennies en tant qu'alternative renouvelable. Le furfural et le 5-hydroxyméthylfurfural (HMF), dérivés de la déshydratation des pentoses et des hexoses respectivement, sont produits à plusieurs millions de tonnes par an. Ces derniers composés sont donc des molécules plateformes et représentent un intérêt majeur dans le cadre du développement durable. Ce travail vise à explorer des méthodes nouvelles et vertes pour l'oxydation sélective du furfural et de HMF afin de produire des produits biosourcés à haute valeur ajoutée tels que le 2,5-diformylfurane (DFF), l'acide maléique et l'acide succinique. Tout d'abord, un système alternatif d'oxydation de HMF a été présenté, sans l'utilisation de catalyseurs de métaux nobles, de hautes pressions et évitant la production de déchets toxiques. Dans ce contexte, l'oxydation à l'échelle du gramme de HMF conduit à la formation de DFF. Cette réaction a été catalysée par l'acide 2-iodobenzènesulfonique en présence d'Oxone®. Dans des conditions expérimentales optimisées, la conversion du HMF s'est avérée être de 100%, tandis que le rendement et la sélectivité du DFF étaient vers 90%. Par la suite, nous avons démontré un processus sans catalyseur pour la synthèse à l'échelle du gramme de l'acide maléique à partir de furfural en utilisant des irradiations ultrasonores à hautes fréquences. Une sélectivité de 70% en acide maléique avec 92% de conversion du furfural a été obtenue sans aucun catalyseur dans des conditions douces en utilisant H2O2 comme oxydant. Notre approche alternative permet l'utilisation de la biomasse au lieu du pétrole pour synthétiser l'acide maléique à partir du furfural dans un processus écologique et économe en énergie. Enfin, un nouveau procédé catalytique est développé en utilisant des nanoparticules de magnétite, comme catalyseur métallique bon marché et non noble, et du peroxyde d'hydrogène pour l'oxydation du furfural en acide succinique. La conversion totale du furfural a été obtenue avec 67% de rendement en acide succinique dans des conditions douces
Biomass is one of the renewable and green resources that can sustainably meet our needs for the production of fuels, chemicals and materials. Indeed, nonedible biomass such as lignocellulose has attracted attention of researchers and scientists in the last decades as a renewable alternative. Furfural and 5-hydroxymethylfurfural (HMF), derived from the dehydration of pentoses and hexoses respectively, are produced in multimillion ton-scale annually. The latter compounds are, therefore, platform molecules and represent a major interest in the context of sustainable development. This work aims to explore novel and green methods for the selective oxidation of furfural and HMF to produce high value-added bio-sourced products such as, 2,5-diformylfuran (DFF), maleic acid and succinic acid. First, an alternative system of HMF oxidation was presented, without the use of noble metal catalysts, high pressures and avoiding the production of toxic wastes. In this context, the gram-scale oxidation HMF leads to the formation of DFF. This reaction was catalyzed by 2-iodobenzenesulfonic acid in the presence of Oxone®. Under optimized experimental conditions, the HMF conversion was found to be 100%, while the DFF yield and selectivity were almost 90%. Subsequently, we demonstrated a catalyst-free process for the gram-scale synthesis of maleic acid from furfural using high frequency ultrasound irradiations. A 70% selectivity of maleic acid with 92% of furfural conversion were achieved without any catalyst under mild conditions using H2O2 as oxidant. Our alternative approach enables the use of biomass instead of petroleum to synthesize maleic acid from furfural in an eco-friendly and energy-efficient process. At last, a novel catalytic process is developed using magnetite nanoparticles, as a cheap and non-noble metal catalyst, and hydrogen peroxide for the oxidation of furfural into succinic acid. Total conversion of furfural was achieved with 67% of succinic acid yield under mild conditions

À cause du renforcement des réglementations et de l'évolution de l'opinion publique, les tensioactifs issus de la biomasse sont de plus en plus étudiés. À l'heure actuelle, la diversité structurelle de ces composés reste faible et est bien loin de concurrencer les produits issus des ressources fossiles. Pour enrichir les structures disponibles, nous nous sommes intéressés aux composés furaniques, comme le 2,5-diformylfurane (DFF), synthétisés à partir des sucres. Dans cette optique, nous avons tout d'abord généralisé et optimisé une méthode de synthèse originale du DFF. Ce procédé permet de s'affranchir de l'usage des métaux de transition ou des liquides ioniques. Le système utilisé pour convertir des substrats complexes, comme les amidons, repose sur l'action combinée d'acide borique, de bromure de sodium et d'acide formique dans le diméthylsulfoxyde (DMSO). L'acide borique joue un rôle majeur dans ce système puisqu'il est impliqué dans les étapes de déconstruction de la biomasse, d'isomérisation des unités glucose en fructose et dans la formation du HMF. Le bromure de sodium dans le DMSO permet l'oxydation sélective en DFF alors que l'acide formique accélère cette étape. Dans ces conditions, nous avons été capables de produire du DFF à une échelle de plusieurs dizaines de grammes avec des rendements de l'ordre de 20 %. Après l'optimisation de la synthèse, nous avons également étudié le mécanisme d'oxydation impliqué dans cette transformation. La seconde partie de l'étude a été la transformation du DFF en composés tensioactifs. Au terme d'une synthèse de cinq étapes, nous avons obtenu des produits zwitterioniques originaux avec des rendements d'environ 50 %. Ces composés de type gemini issus de la transformation des sucres montrent de bonnes propriétés comme des concentrations micellaires critiques très faibles comparables aux autres tensioactifs gemini déjà étudiés
Due to stricter reglementations and the development of public opinion, surfactants synthesized from biomass are becoming increasingly interesting. However, the structural diversity of these compounds is still too low to compete with the products synthesized from fossil resources. In order to increase the diversity of available structures, we focused on common furanic building blocks, such as 2,5-diformylfuran (DFF), which are synthesized form carbohydrates. Firstly, we optimized a new and innovative synthesis of DFF. This method allowed us to use neither transition metal catalysts nor ionic liquids. The system we used to convert complex substrates, such as starch, relies on boric acid, sodium bromide and formic acid in dimethylsulfoxide (DMSO). Boric acid plays a key role in this system. It is involved in the biomass deconstruction, glucose to fructose isomerization and HMF formation. Sodium bromide in DMSO promotes the oxidation to DFF and formic acid increases the rate of this step. By using this system, we were able to synthesized DFF from glucose at multigram scale with 20% yield. After optimization of the synthesis, we investigated the oxidation mechanism. The second part of this work was focused on the conversion of DFF into new gemini surfactants. At the end of a five steps transformation, zwitterionic products were obtained with 50% yield. These gemini type compounds shows interesting properties such as very low critical micellar concentration which are similar to these measured for already reported gemini surfactants

Dans ce memoire, l'hydroxymethylation du 2-methylfurane, de l'alcool furfurylique et du furfural a ete etudiee en presence de formol aqueux et de zeolithes acides hydrophobes. Le premier substrat a permis de s'assurer de la faisabilite de la reaction avec ce type de catalyseurs. Les deux autres ont donne lieu a une optimisation des conditions reactionnelles avec d'excellents resultats dans le cas de l'alcool furfurylique (selectivite et conversion superieures ou egales a 90% a 40c) et le depot de deux brevets. Du point de vue fondamental, l'approche cinetique de ces reactions a ete envisagee de facon non classique en considerant, a cote des interactions electrostatiques avec le site catalytique, des interactions hydrophobes entre le substrat et la matrice du catalyseur

La reaction d'hydroxyalkylation de composes furaniques par l'oxyde de propylene et l'acetaldehyde en presence de catalyseurs solides acides est etudiee dans le but d'obtenir, apres deshydratation, des molecules comportant une chaine propylenique ou ethylenique. L'etude de la reaction d'hydroxypropylation des composes furaniques par l'oxyde de propylene montre que les solides employes ne sont pas aptes a catalyser la reaction. Dans le cas de l'hydroxethylation, lorsque l'on fait reagir le 2-methylfurane sur l'acetaldehyde, le compose bisfuranique est majoritaire, par contre lorsque le nucleophile est l'alcool furfurylique, le 1-(5-hydroxymethyl-2-furyl)ethanol peut etre isole. Il s'agit d'une nouvelle molecule qui conduit, apres deshydratation, au 2-hydroxymethyl-5-vinylfurane. Les tests catalytiques realises dans le cadre de cette reaction d'hydroxyethylation de l'alcool furfurylique montre qu'une zeolithe protonique, de type mfi et de rapport si/al = 25, est plus efficace pour catalyser la reaction et ce, malgre la desactivation du solide par des oligomeres. L'etude cinetique de cette reaction en presence de la zeolithe selectionnee permet de determiner des conditions operatoires optimales qui conduisent a une selectivite en furylcarbinol de 95% pour une conversion d'alcool furfurylique de 12% apres 4 heures de reaction. Cette etude permet de proposer un mecanisme reactionnel ainsi qu'une loi de vitesse. Cependant, les modeles cinetiques classiques concus pour des catalyseurs conventionnels sont difficilement applicables aux reactions en phase liquide en presence de zeolithes. Ce dernier point fait l'objet d'une discussion approfondie.

Le travail de recherche présenté dans cette thèse s’est orienté vers l’élaboration de matériaux avancés et la conception de polymères/composites biosourcés. Ce dernier sujet a été entrepris à travers la combinaison de différentes matières premières biosourcées qui sont connues comme ayant un grand potentiel de substitution des monomères pétrosourcés. Tout d’abord, un travail fondamental a été exécuté en combinant l’huile de lin epoxydée (ELO) avec des dérivés d’anhydrides d’acides comme agents de réticulation, afin de relier la réactivité chimique de polymérisation à la structure du réseau formé et aux propriétés thermomécaniques. Afin de devenir économiquement viable, les bio-raffineries doivent urgemment valoriser les sous-produits issus de la conversion de la biomasse. Fort de ce constat, une deuxième étude sur l’incorporation et la copolymérisation d’une quantité importante d’humins (résidu hétérogène obtenu durant la conversion des sucres en hydroxymethylfurfural (HMF)) avec de l’alcool furfurylique (FA) a été réalisée avec succès afin de créer de nouvelles résines thermodures. Une autre voie proposée consiste en la combinaison de ELO et de FA à travers une polymérisation cationique, dans l’idée de créer de nouvelles résines totalement biosourcées, générant ainsi une gamme de matériaux aux propriétés mécaniques modulables
The research work presented in this thesis was oriented on advanced thermoset materials and also on the conception of bio-based polymers and composites. This last topic has been investigated by the combination of different bio-based raw materials which are well-known to have a great potential to substitute the petroleum monomers. Firstly, a fundamental work has been done on the combination of epoxidized linseed oil (ELO) and anhydrides as cross-linkers, which links the polymerization reactivity with the network structure and thermomechanical properties. For being economically realistic, the bio-refineries are urged to valorize the sidestream products issued from biomass conversion. In that respect, a second study investigated successfully the incorporation and copolymerization of an important amount of humins (heterogeneous residues obtained during the sugar conversion into hydroxymethylfurfural (HMF)) with furfuryl alcohol (FA) in order to create new resins. Another proposed combination, focused on ELO and FA cationic copolymerization with the purpose to create new fully bio-based resins with tailored mechanical properties. Concerning the elaboration of advanced polymers and composites, a reflection around the hierarchically organized natural materials has been achieved in order to adapt the self-organization and structuration concepts to polymeric network

Ce travail présente la synthèse de nombreux cycloadduits, issus d’une réaction de Diels-Alder intramoléculaire de série 3,7-dinitro-11-oxa-tricycloundec-9-ène, selon deux approches visant l’une à une synthèse originale d’alcaloïdes de l’ergot, l’autre à la conception de nouveaux inhibiteurs bicycliques de glycosidases. En ce qui concerne les alcaloïdes de l’ergot et après avoir rappelé dans le premier chapitre, les généralités sur ses derniers, nous avons présenté une nouvelle approche de l’acide lysergique via deux composés clés : le 3,7-dinitro-11-oxa-tricyclo[6. 2. 1. 01. 6]undec-9-ène-2-carbaldéhyde, et le 2-(2-[1,3]dioxolan-2-yl-éthyl)-3,7-dinitro-11-oxa-tricyclo[6. 2. 1. 01. 6undec-9-ène. Au cours de ce travail, la synthèse du N-(6-nitro-5,6,7,8-tétrahydro-naphthalèn-1-yl)-formamide a pu être réalisée et elle constitue une avancée intéressante, car elle devrait permettre la création du noyau indole des alcaloïdes de l’ergot tout à fait en fin de synthèse, évitant ainsi les inconvénients des approches publiées à ce jour, utilisant un dérivé indolique préformé nécessairement protégé. En ce qui concerne la conception de nouveaux inhibiteurs de glycosidases, nous avons élargi notre approche IMDAF à des dérivés bicycliques incluant un atome d’azote intramoléculaire en mettant à profit la chimie des imines chirales. Ce travail ouvre l’accès à de nouvelles séries de type décahydro-quinoléines et -isoquinoléines polyhydroxylées analogues bicycliques de la nojirymicine, de la fagomine et du miglitol avec un excellent stéréocontrôle
This work presents the synthesis of numerous cycloadducts resulting from the intramolecular Diels-Alder reaction of 3,7-dinitro-11-oxa-tricycloundec-9-ene by two approaches. The first one was used for the synthesis of ergot alkaloids, and the second for the synthesis of new glycosidases bicyclic inhibitors. The first chapter of this thesis describes a general introduction of the ergot alkaloids and a new approach for the lysergic acid synthesis via two key compounds: the 3,7-dinitro-11-oxa-tricycloundec-9-ene-2-carbaldehyde and 2-(2-[1,3] dioxolane-2-yl-ethyl)- 3,7-dinitro-11-oxa-tricycloundec-9-ene. In this work, the synthesis of N-(6-nitro-5,6,7,8-tetrahydro-naphthalene-1-yl)-formamide was achieved and this compound can be considered as an interesting building block for the indole ring synthesis. A strategy could also been develop, using this intermediate, for the preparation of ergot alkaloids derivatives. Also this work opens the access with an excellent stereo control, to new series of polyhydroxylated decahydro-quinoline and isoquinoline, whose can be considered as bicyclic analogues of nojirymicine, fagomine and the miglitol, compounds used in the diabete treatment

Le travail de recherche présenté dans ce manuscrit fait partie intégrante d’un projet de recherche collaborative financé par l’Union-Européenne (Il s’agit d’un projet H2020 de type « Marie-Curie Action »), dénommé HUGS (pour « HUmins as Green and Sustainable precursors for eco-friendly building-blocks and materials »). Ce projet de recherche implique 5 partenaires (INERIS/UTC, France, Avantium, Pays-Bas, Université de Sophia Antipolis/CNRS, France, l’université de Cordoue, Espagne et le LIKAT de l’université de Rostock en Allemagne). La recherche menée dans ce projet est essentiellement structurée via la mise en place de 5 programmes sous-jacents de doctorat (intitulé « Doctorat industriel européen » dans l’appel d’offre H2020 (H2020-MSCA-ITN-2015) auquel a répondu le consortium de recherche), mis en place lors du lancement du projet « HUGS » en 2016. L’objectif premier du projet HUGS concerne l’étude de divers chemins de valorisation à haute valeur ajoutée des humines. Ces résidus de biomasse, à l’instar des lignines se présentent comme des sources de carbone renouvelable à faible coût, en émergence dans nombre de bioraffineries modernes. Les humines sont des résidus complexes résultant du procédé de déshydratation par catalyse acide des polysaccharides (sucres en C5 et C6) contenus dans la biomasse lignocellulosique, ayant des cycles furaniques dans sa structure polymère. Le travail présenté ici est centré essentiellement sur les questionnements de sécurité soulevés par la phase de développement du projet. De manière plus ciblée, des actions prioritaires ont été définies, à savoir l’obtention d’un premier profilage des risques à caractère physicochimique des humines, ainsi qu’une première évaluation des risques des composés furaniques, lesquels constituent une famille de composés potentiellement très grande et représentent une voie encourageante vers le développement de nouveaux synthons au service d’une économie biosourcée. Les humines étant des résidus fatals, leur réutilisation sure et durable constitue aussi une étape stratégique dans le contexte de l’économie circulaire. De manière opérationnelle, le travail a compris les principaux axes de recherche suivants : • Revue bibliographique continue tout au long du travail de thèse concernant les humines, les composés furaniques et les matériaux associés (polymères) en termes de données relatives à la sécurité et ayant conduit aux principales informations suivantes: o Rareté /absence d’études sur les dangers physiques des humines et nombres de composés furaniques, car ces produits sont souvent au premier stade de leur développement o Malgré une la disponibilité très limitée de données pertinentes sur la sécurité, le constat est fait que les aspects de toxicité (par ingestion) sont le plus souvent le point focal des études, au détriment de l’examen des dangers physiques.o Seuls quelques composés furaniques (ethers, esters) ont spécifiquement fait l’objet de l’étude de certaines caractérisations en lien avec la sécurité (par exemple en termes de stabilité thermique), dans le cas d’application comme composants biosourcés de carburants innovants o De nombreuses variables influent sur les caractéristiques des humines et notamment leur méthode de production : ce qui signifie que les résultats obtenus sur les humines dans le cadre de ce projet (une seule source d’approvisionnement) mériteraient des travaux de consolidation dans le futur • Développements analytiques intégrant un premier examen de la distribution des points d’éclair en fonction des chaleurs de combustion des composés furaniques et une analyse des chaleurs de combustion de ces mêmes composés furaniques
The present research work was integrated as part of the EU-funded project named HUGS (HUmins as Green and Sustainable precursors for eco-friendly building blocks and materials), involving 5 main partners (Institut national de l'environnement industriel et des risques - France, Avantium - the Netherlands, Institut de Chimie de Nice - France, Universidad De Cordoba- Spain and Leibniz - Institut Fur Katalyse Ev An Der Universitat Rostock- Germany). The project is essentially supported through five European Industrial Doctorate fellowships put in place when the HUGS-MSCA-ITN-2015 program was launched in 2016. The primary objective of the HUGS project was to explore several valorization pathways of so-called “humins” in order to add value and create better business cases. Humins (and similarly lignins) are the side products that may become low-cost feedstock resulting from a number of future biorefineries and sugar conversion processes. Humins are complex residues resulting from the Acid-Catalyzed Dehydration and condensation of sugars, having furan-rings in their polymeric structures. The work presented in this specific part of the HUGS project is essentially focusing on safety-related topics of all components and subsequent applications related to sugar dehydration technology. Priority actions were devoted to a first insight on the characterization of physicochemical safety profiles of the side-product humins and main (parent) furanic products. Some members of this large family of compounds (e.g. RMF and FDCA) have high volume potential which results in opening new doors towards the development of furanbased building blocks and a bio-based economy. Humins are residues or side products which can be burnt for energy. However, its safe and sustainable use in high-value applications could also become a key milestone in the so-called circular economy. In practice, the work has been developed in two main locations: primarily at the INERIS lab, located in Verneuil-en-Halatte and at Avantium, located in Amsterdam. Nearly all experimental research after the production of the components at Avantium was performed at INERIS. This involved the evaluation of physicochemical hazards of both humins (crude industrial humins and humin foams obtained by thermal curing) and a series of furanic compounds. Avantium is involved in the commercialization of humins, furanics and furanic polymers/materials as novel chemicals and materials. The work has encompassed: An extensive bibliographical review of humins, furanics, and their related products (polymers, composites) resulted in the following main conclusions o A lack of physicochemical safety-oriented studies for many furanic compounds and for humins was observed as these products are still in the early stage of development and only a few may be commercialized in the next 5 years.o Despite the limited availability of safety-related data, more studies on toxicity aspects have been conducted for a selected number of furanics than physicochemical safety-related aspects. o A few furanic family members that have been evaluated as biofuel components were found to have given better emphasis on addressing some physicochemical safety attributes. o Every modification of the process for acid-catalyzed sugar dehydration (such as solvent, temperature, residence time and sugar concentration) will result in different humins, which would certainly demand further characterization and safety profiling of the resulting humins. • Analytical development integrating the first examination of flash point distribution versus the Net Heating Values, and analysis of total heats of combustion of furanic compounds. • Design and development of experimental plan addressing the safety-related key parameters such as thermal stability, self-heating risks, fire-risk-assessment and flammability limits depending on the need for specific tests and availability of the test samples