Nanoparticules métalliques en suspension dans l’eau et leur confinement dans des matériaux mésoporeux. Evaluation en hydrogénation asymétrique

par Elodie Guyonnet Bilé

Thèse de doctorat en Sciences chimiques

Sous la direction de Alain Roucoux et de Audrey Nowicki.

Soutenue en 2012

à Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie , dans le cadre de École doctorale Sciences de la matière (Rennes) , en partenariat avec Institut des Sciences Chimiques de Rennes (laboratoire) et de Université européenne de Bretagne (autre partenaire) .

mots clés

• Nanoparticules métalliques
• Hydrogénation asymétrique
• Matériaux mésoporeux
• Nanoparticules
• Surfactants

Résumé

Des tensioactifs hydrosolubles présentant une tête polaire chirale et un contre-ion chiral ou non ont été synthétisés à partir de la N-méthyléphédrine, du Nméthylprolinol et de dérivés de sels de la cinchona et ont été utilisés comme stabilisants de nanoparticules de Rh 0 et de Pt0 dans l’eau. Les suspensions colloïdales obtenues se sont révélées être actives mais peu énantiosélectives en hydrogénation asymétrique du pyruvate d’éthyle. Les NPs de Rh 0 ont également été utilisées pour l’hydrogénation stéréosélective d’un arène disubstitué, le m-méthylanisole, conduisant à la formation préférentielle de l’isomère cis mais aucune induction asymétrique n’est observée. La faible énantiodiscrimination pourrait s’expliquer par un manque de rigidité spatiale autour des particules. Afin d’améliorer l’énantiosélectivité, le confinement des NPs au sein de mésoporeux a donc été envisagé. Trois voies d’hétérogénéisation ont été décrites: i) l’imprégnation en voie humide des colloïdes sur le support, ii) la formation in situ des NPs et iii) le greffage des stabilisants chiraux au sein des pores. Les matériaux obtenus par les deux premières approches se sont révélés actifs pour la réduction de cétones et de noyaux aromatiques mais aucune induction asymétrique n’a été observée. La dernière approche, basée sur le greffage des stabilisants a permis d’obtenir des résultats modestes mais prometteurs en hydrogénation du m-méthylanisole.

Titre traduit

Metal nanoparticles in suspension and their confinement in mesoporous material for asymmetric hydrogenation in neat water

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