Hydroamination de l'éthylène : études expérimentales et théoriques de la catalyse au platine et de son mécanisme

par Pavel A. Dub

Thèse de doctorat en Chimie organométallique et de coordination

Sous la direction de Rinaldo Poli.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

mots clés

• Platinum
• Ethylene hydroamination
• Hydroamination
• DFT calculations
• Non-activated oléfins
• Ethylene complexes
• Quinaldine
• Vibrational coupling
• Éthylène
• Catalyseurs au platine

Résumé

L'hydroamination, l'addition de la liaison N-H sur une liaison CC insaturé en présence d'un catalyseur, est un sujet d'intérêt pour la recherche fondamentale et pour l'industrie chimique. Récemment l'hydroamination des oléfines non-activées utilisant des sels de PtII en présence de nBu4PX (l'activité la plus élevée étant donnée par le couple PtBr2/nBu4PBr) a été décrite [Brunet, J. J. Et all Organometallics 2004, 23, 1264-1268, Eur. J. Inorg. Chem. 2007, 4711-4722]. Il s'agit du système le plus efficace jamais décrit pour l'hydroamination de l'ethylène par des amines faiblement basiques comme l'aniline. Le but de cette thèse est 1) d'étudier le mécanisme (par des études expérimentales et par des calculs théoriques) de cette catalyse ainsi que 2) de transposer le système catalytique de Brunet vers des conditions biphasiques aqueses 3) de modifier le système catalytique de Brunet pour basculer la sélectivité vers la formation de quinaldine 4) comprendre les raisons pourquoi le système n'est pas actif pour des amines plus basiques.

Titre traduit

Platinum-catalyzed hydroanimation of ethylene : experimental and theoretical studies and its mechanism

Résumé

Hydroamination, addition of the N-H bond across unsaturated CC function in the presence of a catalyst, is a subject of interest for both industry and fundamental research. Recently, hydroamination of non-activated olefins using PtII salts in the presence of nBu4PX (the highest activity being given by the couple PtBr2/nBu4PBr) has been described [Brunet, JJ et all Organometallics 2004, 23, 1264 - 1268, Eur. J. Inorg. Chem. 2007, 4711-4722]. This is the most efficient system ever described for the hydroamination of ethylene with weakly basic amines such as aniline. The aim of this thesis is to 1) investigate the mechanism (by both experimental studies and theoretical calculations) of this catalysis and 2) to transpose the catalytic system of Brunet to biphasic aqueous conditions 3) modify the catalytic system of Brunet to switch the selectivity to the formation of quinaldine 4) to understand the reasons why the system is not active for more basic amines.