Complexes d'or(I) et de platine(II) portant des ligands phospholes : synthèse et applications dans l'activation d'alcynes
by Kévin Fourmy
Doctoral thesis in Chimie organométallique et de coordination
Under the supervision of Maryse Gouygou and Odile Dechy-Cabaret.
defended on 2013
in Toulouse 3 .
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Alternative Title
Gold(I)- and platinium(II)-phosphole complexes : synthesis and applications in alkyne activation
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Abstract
Homogeneous alkyne activation by gold(I) and platinum(II) has witnesses an important growth in the past decade. Simple salts AuCl and PtCl2 have been initially used but the design of new ligands is essential to improve the activity, selectivity and stability of the catalysts. Phosphole ligands, and their application in catalysis is currently an important area of research in the team. In this context we decided to study these ligands in gold(I) and platinum(II) catalytic activation of alkynes. Gold(I) complexes [Au(L)Cl], and platinum(II) complexes,[Pt(L)2Cl2] bearing phosphole ligands have been synthesized. Their characterization, as well as the study of their structures, has allowed us to evaluate their stereo-electronical properties. Gold(I) complexes have been tested in 1,6-enyne cycloisomerization and olefin cyclopropanation reaction. 1-phenyl-2,3,4,5-tetramethylphosphole, TMP gave the best catalyst [Au(TMP)Cl]. It could also be isolated in its cationic form [Au(TMP)CH3CN]SbF6, which was found to be very active in 1,6-enyne cycloisomérisation. Platinum(II) complexes have been tested in cycloisomerization, alkoxy and hydroarylative cyclization of 1,6-enynes. The TMP ligand gave again the best catalyst [Pt(TMP)2Cl2]. During these catalytic trials, we also discovered a new platinum(II) catalyzed addition of aldehydes on 1,6-enynes. Our work shows how phosphole ligands and their gold(I) and platinum(II) complexes are specifics. In this study we also tried to rationalize ligand influence during the catalysis. This study allowed us to develop a new class of catalysts, which has opened to the design of new tools for p-acid catalysis
keywords-
Abstract
L'activation homogène d'alcynes par des complexes d'or(I) et de platine(II) a connu un important essor ces 10 dernières années. Initialement, les sels métalliques, AuCl ou PtCl2, étaient utilisés. La conception de nouveaux ligands est primordiale afin d'améliorer l'activité, la sélectivité, mais aussi la stabilité des catalyseurs. Historiquement, des ligands phospholes sont utilisés au laboratoire pour développer des nouveaux outils catalytiques. C'est dans ce contexte que nous nous sommes intéressés aux applications des ligands phospholes dans l'activation d'alcyne. Des complexes d'or(I), [Au(L)Cl], et de platine(II), [Pt(L)2Cl2], portant des ligands phospholes ont été synthétisés. La caractérisation de ces complexes et l'étude de leurs structures ont permis de déterminer les propriétés stéréo-électroniques de ces ligands. Les complexes d'or(I) ont été engagés dans des réactions de cycloisomérisation d'1,6-énynes et de cyclopropanation d'oléfines. Le complexe portant le ligand 1-phényl-2,3,4,5-tétraméthylphosphole, [Au(TMP)Cl], s'est montré supérieur en activité, sélectivité, et stabilité. Un complexe cationique [Au(TMP)(CH3CN)]SbF6, particulièrement actif en cycloisomérisation d'1,6-énynes a aussi été isolé. Les complexes de platine(II) ont été testés dans les réactions de cycloisomérisation, d'alcoxy-cyclisation et d'hydroarylation cyclisante d'1,6-énynes. Le ligand TMP a permis ici aussi d'obtenir un catalyseur [Pt(TMP)2Cl2] d'activité supérieure. Une nouvelle réaction d'addition d'aldéhydes sur les 1,6-énynes catalysée au platine(II) a également été découverte donnant un accès direct à des structures hétérocycliques comportant trois cycles accolés. Nos travaux démontrent l'intérêt et la spécificité des ligands monophospholes et de leurs complexes d'Au(I) et de Pt(II) dans les réactions mettant en jeu une étape d'activation d'un alcyne, suivie d'une attaque nucléophile d'un alcène, d'un alcool, d'un aryle ou d'un aldéhyde. Ils tendent à rationaliser l'influence de la nature du ligand sur l'activité et la sélectivité du catalyseur, et ouvrent la voie au design de nouveaux outils de synthèse performants pour la préparation en une seule étape de structures polycycliques élaborées
