Synthèses de bis(phosphines) non symétriques imitant la tris(hydroxyméthyl)phosphine; leurs applications en chimie de coordination et en catalyse, et leurs effets cytotoxiques

On Tris(hydroxymethyl)phosphine-mimicking Non symmetrical Bis(phosphines) in Coordination Chemistry, Catalysis, and Cytotoxity

• Auteur / Autrice : Aike Nijland
• Direction : Duncan Carmichael
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 10/01/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie moléculaire (Palaiseau, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....)
• Jury : Président / Présidente : Paul C. J Kamer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Duncan Carmichael, Angela Marinetti, Steven van Zutphen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lee J. Higham, Christophe Lescop

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse homogène

Toxicologie cellulaire

Composés de coordination

Phosphine

Mots clés libres

Hydroxyalkylphophine

Chimie de coordination

Cytotoxicité

Catalyse

Hydroxyalkylphosphine

Coordination chemistry

Cytotoxicity

Catalysis

Résumé

La bis(phosphine) non symétrique Ph2P(CH2)2P(CH2OH)2 a été conçue et synthétisée afin d’imiter la tris(hydroxyméthyl)phosphine, une structure intéressante pouvant être utilisée en catalyse avec des métaux de transition car elle peut changer la sphère de coordination de ceux-ci. Si l’hydroxyméthylphosphine est liée à une donneur de diphénylphosphine possédant un pont éthane-1,2-diyl, ce dernier devrait permettre d’augmenter la stabilité du complexe à travers son effet chélatant, pour fournir un complexe mieux défini. Afin de comprendre l’origine de phénomènes indésirables provenant d’hydroxy-méthylphosphines, nous avons également synthétisé leurs analogues munis des fonctions bis(méthoxyméthyl)phosphine et aminométhylphosphines ainsi que les 2,6-dihydroxy-phosphinanes. Ces bis(phosphines) ont été utilisées pour former des complexes avec différents métaux de transition (Co(II), Ni(II), Ru(II), Rh(I), Pd(II), et Pt(II)). Il est à noter que des effets de liaisons hydrogènes ont sur la stéréochimie ont été observés, et que des arguments provenant de la littérature concernant la coordination d’hydroxyméthylphosphines ont été réfutés. Certains complexes possèdent également une activité cytotoxique importante envers des cellules cancéreuses humaines. Les ligands ont également été employés avec succès en catalyse, avec du rhodium pour réaliser des hydrogénations d’enamides et avec des métaux du groupe 10 pour effectuer l’hydro-phosphination du formol par PH3.

The non-symmetrical bis(phosphine) Ph2P(CH2)2¬P(CH2OH)2 was designed and synthesized as a mimic of tris(hydroxymethyl)phoshine; this structure is appealing for use in transition metal catalysis but is known to show unpredictable reactivity in transition metal coordination spheres. Having a hydroxymethylphosphine connected to a conventional diphenylphosphine donor with an ethane-1,2-diyl bridge should provide increased stability through the chelate effect and thus better-defined coordination complexes. To obtain data concerning the origin of the undesired acitivity of hydroxymethylphosphines, we also synthesized aprotic bis(methoxy) and aminomethylphosphine and cyclic dihydroxyphosphinane analogues of the non-symmetrical bis(phosphine). These bis(phosphines) have been used to form coordination complexes with a number of transition metals (Co(II), Ni(II), Ru(II), Rh(I), Pd(II), and Pt(II)). Significant hydrogen bonding influence on stereochemistry were observed and some arguments regarding hydroxymethylphosphine coordination in the literature were refuted. A selection of the complexes has also been shown to possess significant cytotoxic activity against a human cancer cell line. The ligands have also been employed successfully as ligands in two catalytic systems, viz. RhI catalysed hydrogenation and group 10 metal catalysed hydrophosphination of formaldehyde.