Immobilisation de ligands par voie sol-gel pour l'arylation de nucléophiles oxygénés catalysée au cuivre

par Sofia Benyahya-Bouayad

Thèse de doctorat en Chimie organique, minérale, industrielle

Sous la direction de Marc Taillefer et de Fouad Ouazzani Chahdi.

Soutenue en 2009

à Montpellier 2 en cotutelle avec Faculté des sciences de Dhar Mahraz (Fes, Maroc) .

mots clés

• Catalyse hétérogène
• Arylation
• Cuivre
• Matériaux hybrides
• Procédé sol-gel
• Recyclage-réutilisation
• Catalyse hétérogène
• Cuivre
• Matériaux hybrides
• Sol-gel, Procédé
• Recyclage (déchets, etc.)

Résumé

Nous avions pour objectif de mettre au point une voie permettant la synthèse de diaryléthers par catalyse au cuivre en utilisant des ligands immobilisés sur des matériaux silylés organiques-inorganiques élaborés par voie sol-gel. L'intérêt de ces systèmes hétérogènes réside dans le fait qu'ils sont recyclables et réutilisables, moins polluants et moins toxiques grâce à leur grande capacité de piégeage du catalyseur métallique. Ce point est particulièrement important pour une utilisation des diaryléthers obtenus en industrie pharmaceutique. Nous sommes parvenus à synthétiser par voie sol-gel des matériaux incorporant des ligands de type bipyridine ou β-dicarbonyle. Ces matériaux ont été ensuite appliqués en arylation des phénols par des iodures et bromures d'aryls catalysée au cuivre. Les nouveaux catalyseurs hétérogènes ont permis d'obtenir de bonnes performances en arylation de nucléophiles oxygénés et aussi en termes de récupération et de réutilisation. Par ailleurs, les produits diaryléthers obtenus ne sont pas pollués par des traces de cuivre. La méthode que nous avons mise au point s'avère donc particulièrement compétitive en termes de coût, de pollution et de toxicité résiduelle. Elle constitue à notre connaissance le premier exemple de ligand supporté sur silice par voie sol-gel appliqué en arylation de phénols catalysée au cuivre

Titre traduit

Immobilization of ligands by sol-gel route for the copper catalyzed arylation of oxygenetes nucleophilies

Résumé

Our aim was to develop a way to synthesize diarylethers using copper catalyted ligands immobilized on silyl-organic inorganic materials prepared by sol-gel. The interest of these heterogeneous systems is that they are recyclable and reusable, less polluting and less toxic due to their ability to sequester metal catalyst. This is particularly important for use of diaryléthers obtained in pharmaceutical industry. We managed to synthesize by sol-gel process materials incorporating bipyridine or β-dicarbonyl type ligands. These materials were then applied in copper-catalyzed arylation of phenols by aryl iodides and bromides. The new heterogeneous catalysts have yielded good results in arylation of oxygen nucleophilies and also in terms of recovery and reuse. In addition, diaryléthers products are obtained "clean" of copper traces used in catalysis. The method we developed is therefore particularly competitive in terms of cost, pollution and residual toxicity. It is to our knowledge the first example of ligand supported on silica by sol-gel and applied in copper-catalyzed arylation of phenols