Synthesis and study of the structural, physico-chemical and functional properties of surfactive branched oligoesters based on bio-sourced succinic acid and glycerol

La synthèse et l’étude de nouveaux oligoesters amphiphiles agro-sourcés et branchés à base d’acide succinique bio-sourcé, de glycérol, d’acides gras et d’autres synthons agro-sourcés ont été envisagées pour des applications tensioactives dans des domaines variés en remplacement des tensioactifs pétro-sourcés. La stratégie mise en place s’inscrit dans une démarche d'éco-conception visant à obtenir des propriétés organoleptiques acceptables ainsi que des propriétés physico-chimiques et fonctionnelles comparables à celles de composés de référence. Dans un premier temps, l’impact de la succinylation sur les propriétés physico-chimiques et fonctionnelles de tensioactifs non-ioniques a été étudié. Puis, des oligomères hydrophiles de poly(glycérol-acide succinique), PGS, non-toxiques et biodégradables, ont été synthétisés sans solvant ni catalyseur et caractérisés dans le but de développer de nouvelles têtes polaires bio-sourcées de tensioactifs. Des modèles mathématiques ont été développés à partir des données obtenues par RMN 13C quantitative afin d’extraire des informations structurales telles que le degré de polymérisation moyen en nombre.Dans un troisième temps, des oligomères d’acyles PGS ont également été préparés et étudiés. Il a ainsi été montré que les dérivés lauroyles forment des mousses abondantes et stables, présentent un large éventail de temps de mouillage et d'excellentes propriétés de solubilisation micellaire. Enfin, afin d’améliorer les propriétés physico-chimiques et fonctionnelles des lauroyles PGS obtenus par synthèses catalysées en augmentant l’homogénéité des mélanges réactionnels, des comonomères servant de solvants copolymérisables ont été utilisés. Dans le contexte d’une législation de plus en plus stricte, ce type de macromolécules biodégradables et bio-sourcées constitue une plate-forme prometteuse ouvrant la voie à d'autres modifications chimiques dans le but de cibler d'autres applications potentielles.The synthesis and the study of new crop-sourced and branched amphiphilic oligoesters based on bio-sourced succinic acid, glycerol, fatty acids and other crop-sourced building blocks have considered for surfactive applications in various fields as substitutes for petrochemicals. The implemented strategy is part of an eco-design approach to obtain acceptable organoleptic, physico-chemical and functional properties comparable to those of benchmarks. At first, the impact of succinylation on the physico-chemical and functional properties of non-ionic surfactants derived from ethoxylated fatty alcohols, glycerol monolaurate and alkyl polyxylosides has been studied. In a second step, non-toxic and biodegradable poly(glycerol-succinic acid) oligomers, PGSs, were synthesized without solvent nor catalyst and characterized with the intention of developing new bio-sourced polar heads of surfactants. Mathematical models have been developed so as to extract the widest range of structural information such as the number-average degree of polymerization, DPn from the quantitative 13C NMR data. In the third phase, acyl poly(glycerol-succinic acid) oligomers or acyl PGSs were synthesized and studied. It has been shown that lauroyl derivatives form abundant and stable foams, exhibit a wide range of wetting powers and display excellent properties of micellar solubilization. Finally, to improve the physico-chemical and functional properties of the lauroyl PGSs obtained by catalyzed synthesis by increasing the homogeneity of the reaction mixtures, comonomers were used as copolymerizable solvents. Within the context of a tightening legislation, this type of bio-sourced macromolecules constitutes a promising platform paving the way for further chemical modifications and various grafting to target other potential applications