Nouveaux catalyseurs hétérogènes chiraux pour le dédoublement cinétique hydrolytique des époxydesTERMINAUX

New Chiral Heterogeneous catalysts for the Hydrolytic Kinetic Resolution of Terminal Epoxides

• Auteur / Autrice : Xiang Hong
• Direction : Emmanuelle Schulz, Mohamed Mellah
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 11/10/2012
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2006-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de catalyse moléculaire
• Jury : Président / Présidente : Henri B. Kagan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuelle Schulz, Mohamed Mellah, Henri B. Kagan, Marc Mauduit, Stéphane Gastaldi, Virginie Vidal
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marc Mauduit, Stéphane Gastaldi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse hétérogène

Conducteurs organiques

Catalyse asymétrique

Mots clés libres

Catalyse asymétrique hétérogène

Complexe salen

Polymérisation électrochimique

Polymérisation chimique

Dédoublement cinétique hydrolytique (HKR)

Copolymérisation

Réaction énantiosélective tandem

Études mécanistiques

Réseaux de polymères de coordination poreux (MOFs)

Réaction de Henry

Heterogeneous asymmetric catalysis

Salen complex

Electrochemical polymerization

Chemical polymerization

Hydrolytic kinetic resolution (HKR)

Copolymerization

Tandem asymmetric transformation

Mechanistic studies

Metal organic frameworks

Henry reaction

Résumé

L’objectif de ce travail étaient le développement de catalyseurs hétérogènes efficaces pour promouvoir des réactions asymétriques, en utilisant la polymérisation oxydante ou la formation de polymères de coordination. De nouveaux complexes de salen Co(III) chiraux modifiés par des groupements aromatiques sur les position 5, 5’ ont été préparés et testés dans le dédoublement cinétique hydrolytique (HKR) des époxydes terminaux en conditions homogènes. Ces complexes ont été ensuite engagés dans les polymérisations oxydantes électrochimiques ou chimiques, et une stratégie de copolymérisation a fourni des polymères chiraux très efficaces et stables pour catalyser l’HKR dans des conditions hétérogènes. Nous avons alors cherché à préparer un catalyseur capable de catalyser deux réactions en cascade, en copolymérisant deux complexes de salen portant des métaux différents. Pendant ces études, les complexes de salen Mn ont révélé leur participation active à la réaction d’HKR des époxydes terminaux catalysée par les complexes de salen Co(III), en augmentant l’excès énantiomérique du produit de façon significative. Les études mécanistiques ont été ensuite réalisées pour tenter de comprendre le rôle des complexes de Mn dans cette réaction. De plus, des complexes de salen fonctionnalisés par le groupement pyridine ou le groupement de type acide isophtalique ont été synthétisés. Ces complexes ont été utilisés pour préparer de nouveaux réseaux de polymères de coordination poreux chiraux (collaboration avec l’équipe LCI de l’ICMMO et l’Institut Lavoisier à Versailles), qui sont ensuite testés comme catalyseurs hétérogènes dans la réaction de Henry asymétrique et la réaction d’HKR.

The aim of this work was to prepare new chiral heterogeneous catalysts for asymmetric catalysis by oxidative polymerization of chiral organometallic complexes or by formation of chiral metal organic frameworks. New chiral salen Co(III) complexes modified by oxidizable aromatic groups at position 5,5’ have been prepared and tested as homogeneous catalysts in the Hydrolytic Kinetic Resolution (HKR) of terminal epoxides. These complexes have also been engaged into the oxidative electrochemical and chemical polymerization, and a copolymerization strategy has afforded very efficient and stable heterogeneous catalysts for the HKR. The idea of copolymerization has then been extended to the copolymerization of two salen complexes with different metals, which is expected to promote successively two different asymmetric transformations. During preliminary investigations, the salen Mn complexes have been found to be able to enhance the catalytic performance of salen Co(III) complexes in the HKR by increasing significantly the enantiomeric excess of the products. Mechanistic studies have thus been realized to understand the role of salen Mn complexes in this reaction. Besides, some chiral salen complexes functionalized by pyridine or isophtalic acid groups have been synthesized for the preparation of new chiral metal organic frameworks (collaboration with LCI of ICMMO and Institut Lavoisier of Versailles), which have also been tested in the asymmetric Henry reaction and the HKR as heterogeneous catalysts.