Organometallic compounds and metal nanoparticles as catalysts in low environmental impact solvents

par Martha Verónica Escárcega Bobadilla

Thèse de doctorat en Chimie moléculaire

Sous la direction de Montserrat Gomez et de Anna Maria Masdeu i Bultó.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .

mots clés

• Catalyse
• Chimie verte
• ScCO2
• Liquides ioniques
• Nanoparticules métalliques
• Hydrogénation asymétrique
• Couplage C-C croisé de Suzuki
• Hydrogénation des arénes
• Rhodium
• Ruthenium
• Palladium
• Ligands chiraux
• Complexes métalliques
• Catalyse biphasique
• Écologie chimique
• Composés organiques -- Synthèse
• Catalyse
• Solvants

Titre traduit

Complexes organométalliques et nanoparticules metalliques comme catalyseur dans des solvants de bas impact environnemental

Résumé

Au cours des dernières décennies, la conception des processus dans le cadre de la chimie durable n'a cessé de croître et a conduit à beaucoup d'efforts pour obtenir des rendements plus élevés par l'activation des sites spécifiques, en ce qui concerne la chimio-, régio- et énantio-sélectivités, qui sont cruciales du point de vue de l'économie d'atomes. Dans ce sens, les solvants jouent un rôle crucial, en particulier dans la synthèse organique catalytique. Cette Thèse se focalise sur l'utilisation des milieux alternatifs de réaction, comme les liquides ioniques, le CO2 supercritique et les mélanges de ces deux solvants dans les différents processus catalytiques étudiés : l'hydrogénation asymétrique des oléfines catalysée par Rh en phase homogène ainsi que supportée, le couplage C-C croisé de Suzuki catalysée par Pd sous conditions biphasiques, l'alkylation allylique asymétrique homogène catalysée par Pd et l'hydrogénation des arènes nanocatalysée par le Ru et le Rh, en comparant avec des solvants organiques classiques.

Résumé

In the last decades, the design of processes in the framework of the sustainable chemistry has been exponentially growing. The constant searching of cleaner processes has led to a lot of effort to obtain higher yields by activation of specific sites, and improving chemo-, regio- and enantioselectivities, which are crucial from a point of view of an atom economy strategy. In this sense, solvents play a critical role, particularly in catalytic organic synthesis as could be seen through this work. This PhD thesis focuses on the use of alternative sustainable reaction media such as ionic liquids, suprecritical CO2 and mixtures of both solvents in different catalytic processes such as homogeneous and supported Rh-catalysed asymmetric hydrogenation of functionalised olefins, biphasic Pd-catalysed Suzuki C-C cross-coupling, homogeneous Pd catalysed asymmetric allylic alkylation, and Ru and Rh nanoparticles-catalysed arene hydrogenation, with the aim of decreasing the use of conventional organic solvents.