Preparation et stabilisation de nanoparticules de rhodium et de platine pour l'hydrogenation catalytique d'arenes et de cetones prochirales en milieu biphasique liquide-liquide

• Auteur / Autrice : JURGEN SCHULZ
• Direction : Henri Patin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

La catalyse biphasique eau-organique fait actuellement l'objet de nombreux travaux. En effet un tel systeme catalytique permet de separer et de recycler le catalyseur des produits de la reaction par simple decantation. L'approche classique consiste a utiliser des complexes de metaux de transition solubilises en phase aqueuse au moyen de ligands de type phosphine possedant des groupements hydrophiles. Notre alternative consiste a utiliser des suspensions de nanoparticules de metaux ou colloides finement dispersees dans l'eau. Cette methode impose de maitriser differents parametres tels que la formation des particules, leur solubilisation et leur maintien en phase aqueuse afin de permettre leur recyclage. Dans la premiere partie de ce memoire, une serie de sels de n-alkyl-n-(2-hydroxyethyl)ammonium (hea) a ete preparee et caracterisee. Ces molecules aux proprietes tensioactives ont permis de stabiliser en phase aqueuse des colloides de rhodium obtenus par la reduction du chlorure de rhodium(iii) au moyen de tetraborohydrure de sodium. Les suspensions colloidales ont ete caracterisees par cryomicroscopies, diffusion de rayons x et diffusion de neutrons. Cette suspension de nanoparticules de rhodium (2-3 nm) s'est montree efficace pour realiser la reduction en systeme biphasique de composes aromatiques (monosubstitues, disubstitues, fonctionnalises ou heteroaromatiques) dans des conditions douces (1 atm d'h 2, 20\c). Les parametres de la reaction tels que la quantite de stabilisant hea utilisee, la vitesse d'agitation ou la pression d'hydrogene ont ete optimises et les roles de la concentration en tensioactif et donc de la tension interfaciale ont ete precises. Enfin, la faisabilite du recyclage de la suspension catalytique a ete verifiee. La seconde partie de ce memoire traite de l'etude preliminaire concernant la possibilite d'utiliser des colloides metalliques (platine ou rhodium) pour realiser l'hydrogenation asymetrique en milieu biphasique de composes carbonyles prochiraux. Les deux approches mises en uvre sont d'une part l'utilisation d'un stabilisant chiral derive de molecules naturelles et d'autre par l'utilisation de cinchonidine comme inducteur. Les meilleurs resultats obtenus permettent d'hydrogener le pyruvate en (r)-lactate d'ethyle avec un exces enantiomerique de 70%.