Apport de la RMN du solide de l’17O à l’étude structurale d’espèces moléculaires et greffées sur silice pour la métathèse des oléfines

par Denys Grekov

Thèse de doctorat en Molécules et matière condensée

Sous la direction de Laurent Delevoye et de Régis Gauvin.


  • Résumé

    Ce manuscrit décrit l’application de la RMN du solide de l’17O à l’étude structurale d’espèces oxo de tungstène bien définies en lien avec des catalyseurs industriels pour la métathèse des oléfines. Dans un premier temps, pour compenser la faible réceptivité de l’17O, des techniques d'amélioration de signal tels que DFS (Double Frequency Sweep) et HS (Hyperbolic Secant) ont été évaluées de façon critique pour ces systèmes comportant des interactions anisotropes d’amplitudes très diverses. La méthode DFS s’est avérée la plus robuste, avec un gain en signal de 2-2,4. Dans une seconde étape, des complexes oxo de tungstène moléculaires et supportés sur silice ont été étudiés par RMN MAS 17O, après enrichissement isotopique du groupement oxo. Les paramètres RMN de W=O sont très sensibles à la sphère de coordination du métal : combiné avec des calculs DFT, ceci permet une évaluation de la structure des espèces greffées. Le marquage sélectif en 17O de la surface de silice a également amené à une meilleure compréhension de ces systèmes, plus particulièrement en ce qui concerne les interactions métal-support. Des informations supplémentaires ont été obtenues grâce à l'application des méthodes de haute résolution (17O MQ MAS) et de corrélation hétéronucléaire (1H-17O HMQC). Quelques perspectives de ce travail sont avancées, plus particulièrement sur la chimie de surface du molybdène.

  • Titre traduit

    Input from solid state 17O NMR into structural investigations on molecular and silica-grafted species relevant to olefin metathesis


  • Résumé

    This manuscript aims at the use of 17O solid state NMR for accessing the structure of well-defined silica-supported oxo-tungsten species related to industrial olefin metathesis catalysts. As a first step, to compensate for the low receptivity of 17O, signal enhancement techniques such as DFS (Double Frequency Sweep) and HS (Hyperbolic Secant) were critically assessed for such systems featuring large range of anisotropic interactions. DFS proved to be the most robust method, providing a signal enhancement of 2-2.4. In a second stage, series of molecular and silica-supported tungsten-oxo complexes have been studied by 17O MAS NMR, following isotopic enrichment of the oxo moiety. The W=O NMR parameters showed a high sensitivity to the metal coordination sphere, thus allowing structural assessment of grafted species when combined with DFT calculations. Silica-surface selective 17O labelling also afforded deeper understanding of these systems, most particularly regarding metal-support interactions. Further elements were obtained thanks to application of methods for high resolution (17O MQ MAS) and heteronuclear correlation (1H-17O HMQC). Some perspectives of this work are drawn, most particularly on the related molybdenum surface chemistry.

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