Nanomatériaux à base d'éléments de transition tardifs pour la catalyse de réactions "click" et impliquant des liaisons carbone-azote

Late transition-metal nanomaterials for the catalysis of “click” and other reactions involving C-N bond formation and reactivity

• Auteur / Autrice : Xiang Liu
• Direction : Jean-René Hamon, Didier Astruc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 17/07/2017
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : ComuE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse

Schiff, Bases de

Cyclisation (chimie)

Nanoparticules

Dendrimères

Mots clés libres

Dendrimères

Nanoparticules

Cycloaddition

Complexes bases de Schiff

Catalyse

Dendrimers

Nanoparticles

Schiff-Base Complexes

Catalysis

Cycloaddition

Résumé

La conception et la synthèse de nanomatériaux à base d'éléments de transition tardifs est d’un intérêt considérable pour des applications potentielles respectueuses de l’environnement en nanomédecine, pour la reconnaissance moléculaire, dans le domaine des capteurs, et en catalyse. Onze différents types de nanoparticules de métaux de transition (TMNPs) stabilisées par des dendrimères ont été synthétisées et caractérisées. Ces nanomatériaux ont été employés en tant que catalyseurs dans des réactions ''click'' et de réduction du nitrophénol en aminophénol dans le but d’établir une relation entre leurs activités catalytiques et la localisation de la nanoparticule qui peut être totalement ou partiellement encapsulée par le dendrimère. Par ailleurs, un complexe moléculaire base de Schiff organométallique de Cu(II) et le métallopolymère correspondant résultant de son greffage sur une matrice PMMA ont été préparés et utilisés comme précatalyseurs efficaces de réactions de cycloaddition [3+2] d’azotures organiques avec des alcynes terminaux. De plus, le dérivé supporté a été recyclé au moins trois fois sans perte d’activité ni de cuivre. Une réaction sélective de N-alkylation d’amines par des alcools en utilisant Pd/C comme catalyseur recyclable a également été développée.

The design and synthesis of late transition-metal nanomaterials is of considerable interest towards applications in nanomedicine, molecular recognition, sensing and catalysis under environmentally friendly conditions. Eleven different kinds of dendrimer-stabilized TMNPs have been synthesized and characterized. They were employed as catalysts for “click” and 4-nitrophenol reduction reactions, to study the relationship between their catalytic activities and their ''inside vs. partly outside'' dendrimer localization. On the other hand, a new ferrocenyl-containing unsymmetrical CuII-Schiff-base complex, and its covalently poly(methyl) (methacrylate) (PMMA)-grafted counterpart were synthesized and employed as efficient precatalyst in the CuAAC “click reaction. The PMMA-supported catalyst has been reused at least three times without any lost of activity or copper leaching. A selective NAlkylation reaction of amines with alcohols using Pd/C as an efficient and reusable catalyst has also been developed.