La synthèse et la catalyse de complexes organométaliques de cobalt (III) de ligands chélateurs scorpionates

The synthesis and catalysis of cobalt (III) organometallic complexes with scorpionate chelating ligands

• Auteur / Autrice : Zekun Wang
• Direction : Jean-Pierre Djukic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 20/02/2025
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Ritleng
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Montserrat Gomez, Julie Oble
• DOI : 10.70675/d91c1937zd577z4215z85b3zb2f3127e7bce

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cobalt -- Composés

Ligands

Catalyse homogène

Transition de spin

Mots clés libres

Complexes de cobalt(III)

Ligands scorpionates

Catalyse homogène

Spin-crossover

Cobalt(III) complexes

Scorpionate ligands

Homogeneous catalysis

Spin-crossover

Résumé

Cette thèse porte sur la synthèse et les applications catalytiques des complexes de cobalt(III) contenant des ligands chélatants de type scorpionate. Des ligands tris(pyrazolyl)borate (Tp) ont été utilisés pour former des complexes de cobalt présentant une diversité de propriétés structurelles et électroniques. Une exploration systématique de ces complexes révèle leur potentiel dans les transformations catalytiques, notamment dans les réactions de couplage carbone-carbone. En outre, le phénomène de spin-crossover observé dans les complexes de cobalt permet des transitions dynamiques entre les états de spin élevé et de spin faible, influençant de manière significative les mécanismes réactionnels et l’efficacité catalytique. Cette propriété facilite l’activation des substrats et des intermédiaires, tout en abaissant les barrières énergétiques des étapes clés de la catalyse. Ces caractéristiques permettent des voies réactionnelles efficaces dans des conditions douces, mettant en avant le potentiel du cobalt en tant que catalyseur multifonctionnel et durable.

This thesis focuses on the synthesis and catalytic applications of cobalt(III) complexes containing scorpionate chelating ligands. Tris(pyrazolyl)borate (Tp) ligands were utilized to form cobalt complexes with diverse structural and electronic properties. Systematic exploration of these complexes reveals their potential in catalytic transformations, particularly in carbon-carbon coupling reactions. The spin-crossover phenomenon observed in cobalt complexes allows for dynamic transitions between high-spin and low-spin states, significantly influencing reaction mechanisms and catalytic efficiency. This property facilitates the activation of substrates and intermediates, lowering energy barriers in key catalytic steps. Additionally, the oxidation of cobalt to higher oxidation states enhances its catalytic performance. These features enable efficient reaction pathways under mild conditions, highlighting cobalt's potential as a multifunctional and sustainable catalyst.