Préparation de catalyseurs bimétalliques hétérogènes et applications en synthèse

par Cybille Rossy

Thèse de doctorat en Sciences chimiques, Chimie organique

Sous la direction de François-Xavier Felpin et de Éric Fouquet.

Soutenue en 2013

à Nantes , en partenariat avec Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Depuis les années 70, la catalyse organométallique a profondément influencé la chimie organique. La richesse de la réactivité des métaux de transition en phase homogène motive la réalisation de nombreux travaux de recherche visant à « hétérogénéiser » des réactions de catalyse homogène. En transposant ces réactions à des systèmes hétérogènes, on peut bénéficier des avantages de la première (sélectivité, efficacité) et de la seconde (chimie verte, recyclabilité du catalyseur). Dès lors, la catalyse métallique hétérogène constitue une alternative et un domaine de recherche fertile et novateur pour le développement de réactions « one pot » en accord avec la chimie verte. Mon travail de thèse s'inscrit dans cette problèmatique par le développement de méthodologies de synthèse faisant intervenir des catalyseurs bimétalliques hétérogènes multitâches. Nous avons développé une méthode simple et rapide permettant de générer des catalyseurs hétérogène bimétallique Pd-M (avec M = Au, Cu). Les nanoparticules ont été obtenues par imprégnation des précurseurs métalliques sur le support suivie par la réduction des métaux. Les structures cristallines ont été caractérisées en combinant plusieurs techniques tels que : MET, HRMET, XPS et DRX. L'activité catalytique et la recyclabilité des systèmes bimétalliques et monométalliques ont été comparées et étudiées pour des réactions de : (i) Sonogashira, (ii) Sonogashira/cyclisation, (iii) Sonogashira/click et (iv) Click/CH arylation.

  • Titre traduit

    Preparation of heterogeneous bimetallic catalysts synthesis and application


  • Résumé

    Since the 70s, organometallic catalysis profoundly influenced organic chemistry. The richness of the reactivity of transition metals in homogeneous phase motivates the realization of extensive research to « heterogenize » reactions of homogeneous catalysis. Transposing the reactions to heterogeneous systems, we can take advantage of the first (selectivity, efficiency) and second (green chemistry, recycling of the catalyst). Therefore, the heterogeneous metal catalysis is an alternative and area of fertile and innovative research for the development of « one pot » reaction in accordance with green chemistry. My thesis work is part of this problem through the development of synthetic methodologies involving heterogeneous metallic multitask catalysts. We have developed a method to generating heteregeneous multi-metallic catalysts Pd-M (with M = Au, Cu). The nanoparticles were obtained by impregnation of metallic precursors onto the support followed by reducing the metal ion under a hydrogen atmosphere. The crystal structures of nanoparticles were characterized by combining different experimental techniques such as : TEM, HRTEM, XPS and XRD. The catalytic activity and recyclability of heteregeneous bimetallic catalysts has been compared to monometallic catalysts and studied in : (i) Sonogashira coupling reactions, (ii) Sonogashira coupling/cyclization, (iii) Sonogashira coupling/Click and (iv) Click/CH arylation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (164 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
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