RESPONSABLE DE L’ÉQUIPE : David landy
PRÉSENTATION DE L’EQUIPE :
Activités de recherche
Les activités de recherche de l’équipe chimie supramoléculaire s’inscrivent dans le domaine de la chimie durable, à l’interface de deux disciplines : la synthèse organique et la chimie supramoléculaire. Elles contribuent au développement de procédés chimiques plus respectueux de l’environnement en développant des synthèses par voies non conventionnelles (ultrasons, micro-ondes) ainsi que des méthodes de détection ou de remédiation des polluants et d’encapsulation de composés bioactifs.
Par ailleurs, les applications associées aux molécules cages étant largement conditionnées par la stabilité des complexes formés avec les substrats, la compréhension des mécanismes impliqués lors de la reconnaissance s’avère essentielle pour le « design » de nouveaux composés et constitue donc un axe fort de notre recherche académique. Dans ce cadre, nous développons des méthodes innovantes de caractérisation (spectroscopies optiques et RMN, headspace, microcalorimétrie de titration isotherme), que nous confrontons à la simulation des complexes par mécanique moléculaire et mécanique quantique.
L’application des édifices supramoléculaires ainsi formés est alors menée selon deux axes principaux :
Remédiation et détection de polluants organiques et inorganiques
Parmi les procédés de remédiation actuellement disponibles, l’une des principales limitations reste la faible solubilité des composés organiques hydrophobes dans l’eau. Nos travaux de recherche consistent à développer des méthodes innovantes adaptées aux composés organiques hydrophobes (COV, POP…) et basées sur les propriétés de complexation et de solubilisation des cyclodextrines ou de solvants biosourcés.
De nouveaux matériaux organiques et/ou hybrides sont obtenus en associant des molécules cages fluorescentes et des matrices siliciques et, dans le but d’aboutir au piégeage et à la détection de polluants gazeux (COV) ou de cations métalliques tel que le Fe(III). Le développement de ces structures fait appel entre autres aux procédés sol-gel, notamment pour l’élaboration de silices organisées.
Encapsulation de composés d’intérêt (arômes, huiles essentielles, principes actifs)
L’encapsulation est une technique permettant d’emprisonner des liquides ou des solides dans une enveloppe. Les cyclodextrines peuvent ainsi protéger les ingrédients actifs à la fois contre la dégradation physique, la dégradation chimique ou pour permettre la libération contrôlée ou prolongée de principes actifs. Nos travaux consistent à caractériser les complexes ainsi formés en solution (UV-visible, headspace, ITC, RMN) ou en phase solide (DSC, IR) et à étudier l’effet de l’encapsulation sur les propriétés physicochimiques et/ou biologiques de l’invité.
Notre compétence de synthèse sonochimique a été mise à profit dans un axe émergent :
Valorisation de la biomasse
Cette thématique de recherche vise à élaborer, à partir de produits issus du Lin (fibre, mucilage), un socle de composés biosourcés (résines, adhésifs, liants) pour la formulation de nouveaux matériaux. Elle s’inscrit dans le cadre d’un partenariat avec la filière régionale de Lin. Dans l’optique de possibles valorisations industrielles, des réacteurs sonochimiques semi-pilotes sont développés pour d’une part, la production de fibres de haute qualité et d’autre part, la fonctionnalisation de la biomasse.
MEMBRES DE L’ÉQUIPE
| CAZIER Francine | MCF-HDR |
MCF | |
Pr | |
Pr | |
| KFOURY Miriana | MCF |
Pr | |
MCF | |
IE |
Collaborations scientifiques
Nationales :
- Unité de Catalyse et Chimie du solide (UCCS Artois), UMR CNRS 8181, Université d’Artois, Lens.
- Unité des Matériaux et Transformations (UMET), UMR 8207, Université de Lille 1, Villeneuve d’Ascq.
- Groupe de Recherche Interdisciplinaire Innovation et Optimisation Thérapeutique (EA 4481), Lille 2.
- Institut Galien Paris-Sud (UMR CNRS 8612), Université Paris-Sud.
- Laboratoire de chimie, ENS Lyon.
- Chimie, Structures, Propriétés de Biomatériaux et d’Agents Thérapeutiques, UMR CNRS 7244, Université Paris 13.
- Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM), UMR CEA/CNRS/UM/ENSCM 5237, Equipe Systèmes HYbrides pour la Séparation (LHYS).
- Institut des Sciences de l’Évolution Montpellier (ISEM), équipe Evolution vecteurs adaptation et symbiose, Université Montpellier 2.
Internationales :
- Organische Makromolekulare Chemie, Universitaet des Saarlandes, Allemagne.
- Section of Chemistry, Department of Biotechnology, Chemistry and Environmental Engineering, Aalborg University, Danemark
- Dipartimento di Chimica, Materiali ed Ingegneria Chimica « G. Natta, Politecnico di Milano, Italie
- Department of Chemical and Food Engineering, Université Vasile Alecsandri, Roumanie.
- Department of Applied Chemistry, Organic and Natural Compounds Engineering Polytechnic, Université de Timisoara, Roumanie
- Bioactive Molecules Research Group, Department of Chemistry and Biochemistry, Faculty of Sciences-2, Lebanese University, Liban
- Laboratoire de Photochimie et d’Analyse, Université Cheikh Anta Diop de Dakar, Sénégal.
Thèses en cours
Prénom Nom | Période | Titre |
Lamia Nakhle | 2018-2021 | Encapsulation de principes bioactifs par des cyclodextrines modifiées dans des mélanges eutectiques profonds |
Bastien Watbled | 2019-2022 | Elaboration et caractérisation de biocomposites à base de lin à comportement au feu amélioré |
Sarah El Masri | 2019-2022 | Vectorisation de composés bioactifs dans des solvants eutectiques profonds : étude de leur solubilité et de leur biodisponibilité |
Hamed Kalawoun | 2020-2023 | Application de la sonochimie à la valorisation des anas de lin en énergie propre. |
Pedro Villarim | 2021-2024 | Nouveaux systèmes compacts pour la purification du biogaz |
Contrats de Recherche
- 2020-2024 : » Dunkerque, l’Energie Créative » project, winning project of the Territoires d’innovation (TI) action under the PIA.
- 2020-2023 : H2020-MSCA-RISE-2019 n°873005: Waste Oils RecycLe and Development (WORLD). 5 academic partners (France, Italy, Spain, Algeria) and 2 industrial partners (Italy, Spain). Project led by the Polytechnic Institute of Milan, Pr Andrea Mele.
- 2020-2022 : PHC Utique 44209NB project : Développement d’une stratégie de lutte innovante pour la gestion intégrée des ravageurs de produits alimentaires. Projet en partenariat avec le Pr Mediouni Ben Jemâa Jouda , INRAT, Tunis.
- 2020-2021 : Projet FILAXTEXUS : Production de fibres de lin textile pour la filature open-end par procédé ultrasonique et ensimage vert, partenariat public-privé les sociétés VRF et Textiles de Dunes. ADEME graine.
- 2019-2021 : Projet ScreEnDex : Screening des capacités d’Encapsulation de Dextrines / Application à des polluants gazeux et à des molécules pharmaceutiques, partenariat public-privé avec la société Roquette Frères dans le cadre du CPER IRENE.
- 2019-2021 : Projet PCSI : « Antimicrobiens et insecticides naturels encapsulés dans des matériaux biodégradables à base de protéines, phospholipides et cyclodextrines en vue de la conservation des aliments : applications au jus d’orange frais et aux dattes». Collaboration avec l’Université Libanaise, l’Université Claude Bernard Lyon 1 (LAGEP) et l’Université de Carthage, Tunisie.
- 2019-2020 : Projet AUF/CNRS Liban SCORE : « Supramolecular Chelation of Heavy Metals and Radioactive Entities » (SCORE) Chelation supramoléculaire des métaux lourds et d’entités radioactives. (France, Tunisie, Liban).
- 2018-2020 : PHC Galilé (N°39467XJ) : New supramolecular green solvent for VOC abatement. Partenaires :
- Pr Andrea Mele, Politecnico di Milano, Milan, Italie.
- Dr Margarida Costa-Gomes, Laboratoire de Chimie, ENS de Lyon, France.
- 2017-2020 : Contrat ADEME GRAINE « PHYTEO » : La production d’huiles essentielles : une filière éco-innovante de reconversion des sols historiquement pollués. Projet transversal entre 3 équipe de l’UCEIV, porté par l’équipe IPCR (Pr Anissa Hadj-Sahraoui).
Publications récentes
- S. Boutillier, S. Fourmentin, B. Laperche: A History of titanium dioxide regulation as a food additive: a review, Environ. Chem. Lett., 20, 1017-1033, 2022. DOI:10.1007/s10311-021-01360-2.
- S. Panda, S. Fourmentin: Cyclodextrin based supramolecular low melting mixtures: Efficient absorbents for volatile organic compounds abatement, Environ. Sci. Pollut. Res., 29, 264-270, 2022. DOI:10.1007/s11356-021-16279-y.
- J. Petitprez, F.-X. Legrand, C. Tams, J.D. Pipkin, V. Antle, M. Kfoury, S. Fourmentin: Huge solubility increase of poorly water-soluble pharmaceuticals by sulfobutylether-β-cyclodextrin complexation in a low-melting mixture. Environ. Chem. Lett., 20, 1561-1568, 2022. DOI:10.1007/s10311-022-01415-y.
- S. El Masri, S. Ruellan, M. Zakhour, L. Auezova, S. Fourmentin: Cyclodextrin-based low melting mixtures as a solubilizing vehicle: Application to non-steroidal anti-inflammatory drugs, J. Mol. Liq., 353, 118827, 2022. DOI:10.1016/j.molliq.2022.118827.
- M. Kfoury, D. Landy, S. Fourmentin: Combination of DES and macrocyclic host molecules: Review and perspectives, Curr. Opin. Green Sustain. Chem., 36, 100630, 2022. DOI:10.1016/j.cogsc.2022.100630.
- P. Villarim, E. Genty, J. Zemmouri, S. Fourmentin: Deep eutectic solvents and conventional solvents as VOC absorbents for biogas upgrading: A comparative study, Chem. Eng. J., 446, 136875, 2022. DOI:10.1016/j.cej.2022.136875.
- H. Greige-Gerges, P. Gerges, J. Lichtfouse, E. Lichtfouse, S. Fourmentin: Wastewater technology attenuates the toxicity of shisha smoking, Environ. Chem. Lett., 2022. DOI:10.1007/s10311-022-01463-4.
- T. Moufawad, M. Costa Gomes, S. Fourmentin: Deep eutectic solvents as absorbents for VOC and VOC mixtures in static and dynamic processes, Chem. Eng. J., 448, 137619, 2022. DOI:10.1016/j.cej.2022.137619.
- Kasprowiak, A., Moitessier, C., Cazier-Dennin, F., Danjou, P.-E. : Contribution of Benchtop NMR Spectroscopy to the Identification of Unknown Liquids Separated by Fractional Distillation, Journal of Chemical Education, 98 (7), pp. 2398-2402, 2021. DOI: 10.1021/acs.jchemed.1c00084
- Kondratenko, K., Carlescu, I., Danjou, P., Boussoualem, Y., Simion, A., Duponchel, B., Blach, J.F., Legrand, C., Hurduc, N., Daoudi : A.Novel organic semiconductors based on 2-amino-anthracene: Synthesis, charge transport and photo-conductive properties, Physical Chemistry Chemical Physics, 23 (25), pp. 13885-13894, 2021. DOI: 10.1039/d1cp01427g
- Gautreau, M., Kervoelen, A., Barteau, G., Delattre, F., Colinart, T., Pierre, F., Hauguel, M., Le Moigne, N., Guillon, F., Bourmaud, A., Beaugrand, J. : Fibre individualisation and mechanical properties of a flax-PLA non-woven composite following physical pre-treatments, Coatings, 11 (7), art. no. 846, 2021. DOI: 10.3390/coatings11070846
- Chaker, H., Ferouani, G., Chikhi, I., Djennas, M., Fourmentin, S.: A novel statistical approach for the synthesis of Chalcones via Claisen-Schmidt condensation catalyzed by Pd nanoparticles modified mesoporous TiO2 as an efficient heterogeneous catalyst, Colloids and Interface Science Communications, 43, art. no. 100461, 2021. DOI: 10.1016/j.colcom.2021.100461
- Chaker, H., Attar, A.E., Djennas, M., Fourmentin, S. : A statistical modeling-optimization approach for efficiency photocatalytic degradation of textile azo dye using cerium-doped mesoporous ZnO: A central composite design in response surface methodology, Chemical Engineering Research and Design, 171, pp. 198-212, 2021. DOI: 10.1016/j.cherd.2021.05.008
- Morin-Crini, N., Fourmentin, S., Fenyvesi, É., Lichtfouse, E., Torri, G., Fourmentin, M., Crini, G. : 130 years of cyclodextrin discovery for health, food, agriculture, and the industry: a review, Environmental Chemistry Letters, 19 (3), pp. 2581-2617, 2021. DOI: 10.1007/s10311-020-01156-w
- Yao, S., Falaise, C., Khlifi, S., Leclerc, N., Haouas, M., Landy, D., Cadot, E. : Redox-Responsive Host-Guest Association between γ-Cyclodextrin and Mixed-Metal Keggin-Type Polyoxometalates, Inorganic Chemistry, 60 (10), pp. 7433-7441, 2021. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.1c00724
- Chaker, H., Ameur, N., Saidi-Bendahou, K., Djennas, M., Fourmentin, S. : Modeling and Box-Behnken design optimization of photocatalytic parameters for efficient removal of dye by lanthanum-doped mesoporous TiO2, Journal of Environmental Chemical Engineering, 9 (1), art. no. 104584, 2021. DOI: 10.1016/j.jece.2020.104584
- Yao, S., Falaise, C., Ivanov, A.A., Leclerc, N., Hohenschutz, M., Haouas, M., Landy, D., Shestopalov, M.A., Bauduin, P., Cadot, E. : Hofmeister effect in the Keggin-type polyoxotungstate series,Inorganic Chemistry Frontiers, 8 (1), pp. 12-25, 2021. DOI: 10.1039/d0qi00902d
- Fa Bamba, I., Falaise, C., Marrot, J., Atheba, P., Gbassi, G., Landy, D., Shepard, W., Haouas, M., Cadot, E. : Host-Guest Complexation Between Cyclodextrins and Hybrid Hexavanadates: What are the Driving Forces?, Chemistry – A European Journal, 2021. DOI: 10.1002/chem.202102684
- Panda, S., Fourmentin, S. : Cyclodextrin-based supramolecular low melting mixtures: efficient absorbents for volatile organic compounds abatement, Environmental Science and Pollution Research, 2021. DOI: 10.1007/s11356-021-16279-y
- L. Auezova, A. Najjar, M. Kfoury, S. Fourmentin, H. Greige-Gerges: Antibacterial activity of free or encapsulated selected phenylpropanoids against Escherichia coli and Staphylococcus epidermidis, J. Appl. Microbiol., 128, 710-720, 2020. DOI: 10.1111/jam.14516.
- Z. Hammoud, R. Gharib, S. Fourmentin, A. Elaissari, H. Greige-Gerges : Drug-in-hydroxypropyl-b-cyclodextrin-in-lipoid S100/cholesterol liposomes: Effect of the characteristics of essential oil components on their encapsulation and release, Int. J. Pharm., 579, 119151, 2020. DOI:10.1016/j.ijpharm.2020.119151.
- J. Eid, T. El Achkar, S. Fourmentin, L. Monticelli, H. Greige-Gerges, A. Jraij : First investigation of liposomes behavior and phospholipids organization in choline chloride-based deep eutectic solvents by atomic force microscopy, J. Mol. Liq., 2020. DOI:10.1016/j.molliq.2020.112851.
- R. Gharib, J. Mediouni-Ben Jemâa, C. Charcosset, S. Fourmentin, H. Greige-Gerges: Retention of eucalyptol, a natural volatile insecticide, in delivery systems based on hydroxypropyl-b-cyclodextrin and liposomes, Eur. J. Lipid. Sci. Technol., 2020. DOI:10.1002/ejlt.201900402.
- F. Fahri, K. Bacha, F.F. Chiki, J-P. Mbakidi, S. Panda, S. Bouquillon, S. Fourmentin: Air pollution: new biobased ionic liquids absorb both hydrophobic and hydrophilic volatile organic compounds with high efficiency, Environ. Chem. Lett. DOI:10.1007/s10311-020-01007-8.
- A. Kasprowiak, F. Cazier-Dennin, P. Danjou, Flash chromatography system: a practical tool for demonstrating the influence of silica particles size on chromatographic separation, Journal of Chemical Education, 2020, acceptée. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00929.
- T. El Achkar, T. Moufawad, S. Ruellan, D. Landy, H. Greige-Gerges, S. Fourmentin: Cyclodextrins: from solute to solvent, Chem. Comm., 56, 3385-3388, 2020. DOI: 10.1039/D0CC00460J
- E. Genty, C. Abou Serhal, R. El Khawaja, H. Dib, M. Labaki, I. Mallard, C. Poupin, S. Siffert, R. Cousin, Mixed Oxides Issued from Hydrotalcite Precursors for Toluene and CO Total Oxidation: Comparison of Preparation Method, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 20, 2020, 1130–1139. doi: 10.1166/jnn.2020.16978.
- C. Musa, A. Kervoëlen, P. Danjou, A. Bourmaud, F. Delattre, Bio-based unidirectional composite made of flax fibre and isosorbide-based epoxy resin, Materials Letters, 258, 126818, 2020. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.126818