Dissertations / Theses on the topic 'NHPC'

There is a large number of destabilized slopes in the Himalayan region mainly due to geological environment which is complex and having active tectonics present in the area. There is also deformation and metamorphism in the varied lithology of area which results in a rugged topography. The instability in the slopes is also being accelerated by the activities resulting from various ongoing construction and tunneling processes for the development in the region. There has been huge economic losses and a serious number of mishaps, which is endangering the Himalayan ecosystem due to various landslide related problems. The Himalayan region experiences frequent landslides along the national highways and mountain roads particularly the sections where there is debris slope. Factor of safety for each of the slopes under construction has been determined using numerical analysis first and then GEOSTUDIO correspondingly. In order to increase the stability of slope in the most efficient stabilization and ground improvement techniques have been proposed. It is very important that in the various vulnerable sections of the Himalayas slope stability assessment should be carried out. The site under consideration is Razdan Pass which is a high mountain pass at 3557m above the sea level. It is located in the Gurez valley of Jammu and Kashmir which is the highest point which connects Bandipora with Gurez. The road over the pass is winding and is called Bandipora-Gurez Highway. With NHPC Kishanganga Hydro Power Project Bandipore Jammu & Kashmir being in the vicinity and a new tunnel Razdan Pass Tunnel in the construction phase it becomes very important that stability of this slope is being assessed, for in many places over hundreds of meters the road is unprotected by the guardrails. Numerous tunnels have been constructed between 2007 and 2018 and also 37m tall concrete- face rock fill dam has been constructed during the construction of Kishanganga Hydro Power Project which adds to the already unstable slope which is snow covered for almost 6 months a year. Stability analysis of slopes using numerical analysis GEOSTUDIO is aimed at knowing about the factors that can potentially trigger a slope movement, understanding why a slope failure has occurred and, as well as the prevention of starting of such movement, at least slow it down or arrest it completely through mitigation countermeasures.

Avec le développement des concepts de la chimie verte, il est devenu nécessaire de remplacer les métaux toxiques par des composés plus respectueux de l’environnement. Donneurs d’hydrogène pour des réactions radicalaires, les hydrures de trialkylétain sont encore très utilisés. Les NHC-boranes se sont révélés de bons remplaçants pour les réactions de désoxygénation. Cependant, les réactions de déshalogénation effectuées avec des NHC-boranes sont moins efficaces et il a fallu avoir recours au concept de catalyse à polarité inversée. Ces travaux ont été le point de départ de cette thèse où la synthèse de nouveaux NHC-boranes possédant une liaison B-S ou B-N est développée. L’étude des propriétés de ces nouveaux complexes a été effectuée et des applications en chimie organique et en science des polymères ont été trouvées. Par ailleurs, en vue d’étudier les effets polaires sur la formation et la réactivité des radicaux boryles, une nouvelle famille de carbène-boranes a été synthétisée
Along with the development of green chemistry, it became necessary to avoid toxic metallic complexes in organic reactions and replace them by more sustainable compounds. An hydrogen donors for radical reactions, trialkylstannanes are still widely used. NHC-boranes seem to be good substitutes for deoxygenation reactions. However, dehalogenation reactions are less effective and polar reversal catalysis was used. This work was the starting point of this Ph.D thesis where the synthesis of new NHC-boranes bearing a B-S or B-N bound is developed. The study of the properties of these new complexes was performed and applications in organic chemistry as well as in polymer science were found. Besides, to study polar effects on the formation and on the reactivity of boryl radicals, a new family of carbene-boranes was synthesized

N-Heterocyclic carbenes (NHCs) are extensively used in contemporary organocatalysis in diverse C-C bond forming reactions. Although successful, high catalyst loadings are typically required and chemoselectivity highly depends on catalyst type and structure. Catalysts are commonly selected by screening based approaches because it is not entirely clear how the structures of both the N-aryl ring and aldehyde substrate affect reactivity. In particular, ortho-substituents on both the NHC and aryl aldehyde have been found to display enhanced rate and equilibrium constants for deprotonation and hydroxyaryl adduct formation, however, the mechanistic reason is unclear. Chapter 2 describes the synthesis, kinetic evaluation and structural analysis using X-ray crystallography and DFT calculations of a range of triazolium salts, which are precursors to triazolyl NHCs. The findings from this chapter suggest that large dihedral angles between the triazolium and N-aryl ring, which are found in ortho-substituted systems, lead to relatively fast proton transfer from the triazolium salts. This is attributed to a ground state destabilisation of the cationic starting material through reduced inter-ring conjugation. Chapter 3 describes the kinetic studies aimed at investigating ortho-substituent effects on both the catalyst and aldehyde substrate on the intial hydroxyaryl adduct forming equilibrium. Ortho-substituted NHCs result in relatively fast rates and large equilibrium constants for hydroxyaryl adduct formation. This may be attributed to the relatively large dihedral angle between the triazolyl and N-aryl rings. Approach of the incoming electrophile requires the N-aryl ring to rotate out of plane of the triazolyl ring, which results in an energetic penalty for non-ortho-substituted NHCs. An ortho-alkoxy substituent on the aryl aldehyde have also been found to lead to enhanced rate and equilibrium constants for formation relative to unsubstitued aryl aldehyde. These findings are rationalised in terms of the formation of an increasingly optimal intramolecular H-bond in the transition state for hydroxyaryl adduct formation. Chapter 4 describes the attempts to determine a pKa for the conjugate acid of the Breslow intermediate based on the triazolyl scaffold. Methylated analogues were prepared and the kinetics of deprotonation by NMR and stopped flow UV-vis spectrophotometry are in agreement and suggest that a small proportion of O-methylated BI is observable in aqueous solution. Attempts were also made to reprotonate the BI to determine a pKa value in aqueous solution.

The goal of this PhD was to elaborate supported Ru-NHC catalytic materials based on hybrid organic-inorganic materials having imidazolium units perfectly distributed within a silica matrix. Passivation of these imidazolium materials followed by formation of NHC-carbene and reaction with [RuCl2(p-cymene)]2 provided these well-defined surface sites of general structures RuCl2(NHC)(L), where L was para-cymene (p-cymene) or THF depending on the reaction conditions, which could be further replaced by PMe3. These systems were then tested in the hydrogenation of CO2 in presence of amine to give formamides. The mono-NHC systems were highly active only in the presence of PMe3 ligands, but suffered from Ru leaching, evidencing the low stability of the NHC-Ru bond under the reaction conditions. On the other hand, dinuclear bis-NHC Ru systems were also developed, and they displayed much improved activity and stability in the hydrogenation of CO2 in the presence of PMe3 compared to the mono-NHC systems. This allowed the use of much higher reaction temperatures (200 °C) and provided heterogeneous catalysts with performances close to those obtained with the best homogeneous catalysts, Cl2Ru(dppe)2.

Les carbènes N-hétérocycliques (NHC) sont très utilisés pour complexer les métaux de transition. Ils quittent rarement ce rôle de ligand ancillaire et trouvent, depuis une vingtaine d’années, des applications en catalyse ou, plus récemment, en chimie médicinale. Dans ce travail, nous discuterons d’une méthode de synthèse douce conduisant à la formation de complexes AgI – NHC via une source d’argent soluble. Cette méthode nous a permis d’obtenir des complexes bien connus mais également d’accéder à une nouvelle série de complexes NHC-Ag-phosphine. Nous présenterons également une nouvelle réaction où des NHC portant une fonction azoture à proximité du carbone du carbène quittent leur rôle de ligand ancillaire et conduisent à la formation d’hétérocycles azotés par cyclisation carbène-nitrène. Cette réaction sera présentée en détail, ainsi que la caractérisation spectroscopique concernant une sous-série de composés fluorescents obtenus par cette méthode. Enfin, nous présenterons une stratégie de post-fonctionnalisation de complexes développée dans notre équipe. Des complexes argent(I)-NHC portant un azoture proches du centre carbénique catalysent leur propre fonctionnalisation. De plus, des complexes de cuivre(I) portant des azotures en position éloignée du centre métallique seront greffés sur des nanoparticules magnétiques pour servir de catalyseur recyclables
N-heterocyclic carbenes (NHC) are widely used to complex transition metals. They rarely leave their role as ancillary ligand and find, since 20 years, applications in catalysis or, more recently, in medicinal chemistry. In this work, we will discuss a mild synthetic method leading to the formation of AgI – NHC complexes via a soluble silver species. This method allowed us to obtain well known complexes but also to access a new series of NHC-Ag-phosphine complexes. We will also present a new reaction where NHC ligands bearing an azide function close to the carbenic center leave their role as ancillary ligand and lead to the formation of nitrogen rich heterocycles by a carbene-nitrene cyclization. This reaction will be presented in detail, along with the spectroscopic characterization regarding a sub-series of fluorescent compounds obtained by this method. Finally, we will present a post-functionalization strategy of complexes developed in our team. Silver(I)-NHC complexes tagged by an azide close to the carbenic center catalysed their own functionalization. Moreover, copper(I) complexes tagged by an azide function in a distant position from the metallic centre will be grafted on magnetic nanoparticles to act as recyclable catalysts

Les réactions asymétriques catalysées constituent une approche élégante au problème de l'introduction de centres stéréogène pour la synthèse de molécules complexes. Dans ce contexte, les oxydations sont notables de par la possibilité de créer en une seule étape à la fois le centre asymétrique ainsi que les fonctions dont les réactivités sont à la base des méthodologies de synthèse. La sélectivité d'un catalyseur est le plus souvent contrôlée par sa structure même. Notre groupe étudie les oxydations aérobies asymétriques par activation C-H par des analogues chiraux du N-hydroxyphtalimide (NHPI). Nous avons développé une nouvelle structure de catalyseur comportant un cœur BINOL-maléimide afin de dépasser les limitations intrinsèque des précédentes générations de catalyseurs. La première série n'a pas montré d'énantiosélectivité, cela nous a conduit a synthétiser une deuxième série dont les caractéristiques permettraient d'améliorer l'efficacité de ces catalyseurs d'oxydation aérobie asymétrique. Le développement d'un analogue portant deux iodes nous a conduit à étudier cette structure en tant que cœur de catalyseurs à base d'iode hypervalent. Nous avons analysé trois séries de ces catalyseurs pour l'oxytosylation de cétones prochirales et montré que notre structure est comparable avec celles présentées dans la littérature
Catalysed asymmetric reactions are an elegant approach towards the synthesis of complex molecules for the controlled introduction of stereocenters. Within this field, oxidations are noteworthy since they allow to create in one step both the stereogenic elements and the moieties whose reactivities are the cornerstone of the methodologies of synthesis. The selectivity of a catalyst is most often controlled by its own structure. Our group has investigated catalysed asymmetric aerobic oxidations by C-H activation through the use of chiral analogues of N-hydroxyphtalimide (NHPI). We have developed a new structure of catalyst based upon a BINOL-fused maleimide core to circumvent the inherent limitations of previous catalysts generations. The first series showed no enantioselectivity and led us to synthesize a second series whose features are expected to improve the overall efficiency of those catalysts for asymmetric aerobic oxidations. The development of an analogue bearing two iodine moieties prompted us to study this structure as a core for chiral hypervalent organo-iodine(lll) catalysts. We have investigated three series of such catalysts for the asymmetric α-oxytosylation of prochiral ketones and showed that our structure is comparable with the ones found in the literature

Os antiporters Na+/H+ são proteínas membranares, encontradas em todos os reinos e envolvidas na homeostasia do Na+ e do pH. Dois antiporters Na+/H+, denominados NmNhaC e NmNhaE foram identificados no genoma da bactéria patogénica, Neisseria meningitidis, e estudados através da sua expressão heteróloga numa estirpe de E. coli deficiente em antiporters Na+/H+, a estirpe E. coli KNabc. Os antiporters Na+/H+ de N. meningitidis, foram capazes de conferir resistência ao Na+, a esta estirpe, sugerindo que os dois possam contribuir para a homeostasia do Na+ e pH. O NmNhaE é também capaz de transportar Li+, e parece ser o principal antiporter Na+/H+ a contribuir para este papel em N. meningitidis. O NmNhaE tem atividade de antiporter Na+/H+ entre valores de pH 6.5 a 9, e a atividade Na+(Li+)/H+ ótima é observada a pH 7. Além disso, verificou-se que o NmNhaE tem maior afinidade para o Na+. Com o objetivo de encontrar resíduos importantes na função e estrutura do NmNhaE, dez resíduos de aminoácidos foram selecionados apartir de comparações de alinhamentos entre sequências de aminoácidos, e também através de estudos anteriores de mutagénese dirigida noutros antiporters Na+/H+, tendo as mutações pontuais sido intruzidas no gene nhaE, resultando nas mutações E91Q, H161L, G174S, D182N, H201L, V258T, H272L, H356L, H361L e G413S. Quando a expressão dos mutantes foi induzida em E. coli KNabc, todos os mutantes, com exceção dos mutantes G174S e H201L, foram capazes de complementar a estirpe KNabc, permitindo que esta crescesse em meio LBK líquido com NaCl 500 mM. Este facto sugere que as mutações G174S e H201L podem impedir a atividade de antiporter Na+/H+. Nos mutantes E91Q, V258T e H361L o Km determinado a pH 7, para o Na+, é semelhante ao determinado no NhaE selvagem, contudo o seu Vmax sofreu uma descida de quase duas vezes. Além disso, a atividade medida a pH 7 para os mutantes V258T e E91Q, e a atividade medida a 7.5 para o mutante V258T, diminuiu relativamente ao NhaE selvagem. Este resultado juntamente com as atividades medidas a pH 7 e 7.5, sugerem que os resíduos E91, V258, H361 estejam envolvidos na resposta ao pH. No mutante H272L, verificou-se um aumento no Km determinado para o Na+ a pH 7 para quase o dobro, enquanto o Vmax se manteve inalterado em relação ao NhaE selvagem. Os parâmetros cinéticos e as atividades medidas a pH 7 e 7.5 sugerem que o resíduo H272 pode estar envolvido no transporte de Na+ e também na resposta ao pH. Nos restantes residuos não se verificou atividade de antiporter Na+/H+. Este trabalho contribuiu para uma melhor compreensão do transporte de Na+ nos antiporters Nha de N. menigitidis, nomeadamente no funcionamento e estrutura do NhaE. No futuro, este trabalho pode fornecer informação relevante quanto ao papel do Na+ na infeção e sobrevivência desta bactéria no hospedeiro.
Na+/H+ antiporters are membrane proteins present in all kingdoms involved in Na+ and pH homeostasis. Two Na+/H+ antiporters, NmNhaC and NmNhaE, from the pathogenic bacterium, Neisseria meningitis, were identified in the genome and studied through heterologous expression in the E. coli KNabc, a strain lacking the major Na+/H+ antiporters. N. meningitidis Na+/H+ antiporters, were able to restore Na+ resistance to E. coli KNabc, suggesting that they may contribute to the Na+ and pH homeostasis. NmNhaE is also able to transport Li+ ions and appears to be the main Na+/H+ antiporter contributing to this role in N. meningitidis. The Na+/H+ antiporter activity of NmNhaE is active between pH 6.5 to 9, the optimal Na+(Li+)/H+ antiporter activity being observed at pH 7. Furthermore, NmNhaE displayed higher affinity towars Na+. To address important functional and structural residues in NmNhaE, ten amino acid residues were selected from sequence alignments comparisions and previous studies of site directed mutagenesis in other Na+/H+ antiporters and point mutations were introduced in the nhaE gene, resulting in E91Q, H161L, G174S, D182N, H201L, V258T, H272L, H356L, H361L and G413S mutations. When their expression was induced, all mutants but G174S and H201L, allowed E. coli KNabc strain it to grow in LBK with NaCl 500 mM. This suggests that mutations G174S and H201L may block the antiporter activity. No alteration was seen regarding the Km measured for Na+ at pH 7 of mutants E91Q, V258T and H361L when compared to the NhaE wild type, however their Vmax suffered a decrease of almost two times. In addition, the activities measured at pH 7 and 7.5 showed a decrease in V258T, while E91Q showed a decrease in activity at pH 7, when compared with the NhaE wild type. The determined kinetic parameters and the measured activities suggests that residues E91, V258, H361 may be involved in the pH response. The comparision between the NhaE kinetic parameters with those of the recombinant H272L showed almost one fold increase in the Km for Na+ at pH 7, while the Vmax showed no difference. The kinetic parameters and the activities measured at pH 7 and pH 7.5 suggests that residue H272 may be involved in the translocation of Na+ and also in pH response. No Na+/H+ antiporter activity was observed in the remaining residues. This work contributed for a better understanding of Na+ transport in N. meningitidis Nha Na+/H+ antiporters namely the function of Na+/H+ antiporters and important residues to their function. In the future, this work can provide useful information about the role of Na+ in the infection and survival of this bacterium in the host.

Natural health products (NHPs) are attractive due to the public’s perception that they are natural and safe but there is wide variety of risks associated with these products. Post-market surveillance is the key to control hazards produced from NHPs. A set of activities are involved in post-market surveillance designed to assure the safety, efficacy and quality of products after being launched into the market. Although post-market surveillance is an efficient tool to preserve the safety of users from adverse reactions of NHPs but there are various challenges associated with performing post-market surveillance specifically for NHPs. This research project is focused on defining a framework for performing post-market surveillance for NHPs and on identifying best practices in its application. An international comparative analysis was undertaken to formulate best practices by reviewing existing frameworks for post-market surveillance of NHPs in Australia, Germany, New Zealand, United Kingdom and United States. Evidence-based best practices are compared with the Canadian post-market surveillance framework to identify key gaps in the Canadian system. Recommendations are provided for bridging each gap, and making the Canadian NHPs surveillance system, strong according to the international standards of best practices.

N-Heterocyclic Carbenes (NHC) present a viable alternative to traditional phosphine ligands in a variety of organometallic mediated catalytic reactions. Singlet ground-state carbenes are stabilized by the push-pull presence of two adjacent nitrogen atoms in an imidizolium 5-membered ring, allowing neutral electron donor properties. The ability to synthesize a variety of NHC ligands with differing steric and electronic properties is possible by changing the sustiuents on the nitrogen atoms of the imidizolium. Tunable characteristics and enhanced chemical and thermal stability give NHC’s an advantage over phosphines in many catalytic systems. This dissertation focuses on the use N-Hetercyclic Carbenes in a variety of organometallic complexes. The synthesis of NHC complexes with a variety of transition metals is described. The transition metals complexed with NHC’s include palladium, iridium, nickel and ruthenium. The catalytic activity of the metal-NHC complexes is investigated as well.

N-heterocyclic carbene (NHC) ligands are an important and diverse ligand class, conferring stability and enabling reaction control of coordinated metal centres. Pincer ligand architectures bearing such donors are an increasingly prevalent design motif, combining the strong donor characteristics of carbenes with the favourable thermal stability possible with a mer-tridentate geometry. Macrocyclic variants of NHC-based pincers are of interest as they may impart further stability and reaction control, in addition to serving as potential building blocks for the construction of interlocked, supramolecular systems. Enabling study of the reactivity and structural properties of late transition metal complexes of macrocyclic CNC pincer ligands, the coordination chemistry of a series of pro-ligands of varying ring size (n = 1; m = 8, 10, 12) has been explored. Investigation of the dynamics and structures of palladium(II) halide complexes identified an optimal ring size, which was subsequently employed in the preparation of rhodium-based derivatives (n = 0, 1; m = 12) via two converging synthetic routes. The organometallic chemistry, dynamic behaviour and structures of the resulting rhodium complexes are described. Through investigation of terminal alkyne coupling reactions using a macrocyclic rhodium ethylene complex, potential for the preparation of novel supramolecular assemblies was explored. As a result, a series of complexes bearing mechanically entrapped enynes were isolated and fully characterised in solution and the solid-state.

Le paludisme est la plus importante infection parasitaire dans le monde, menaçant environ 40% de la population humaine. Dans les dernières années c'est devenu un problème de santé publique majeur en raison de l'augmentation des parasites résistants aux traitements actuels. Certains complexes NHC-or(I) présentent des activités antipaludiques, et sont une alternative très prometteuse dans le traitement du paludisme en raison de leur potentiel inhibiteur de la thiorédoxine réductase (TrxR) qui joue un rôle majeur dans la chaîne respiratoire mitochondriale (une des deux voies actives à l'état de quiescence des parasites résistants). Dans ce travail de thèse, un panel de complexes médicament-NHC-or(I) a été synthétisé et caractérisé. Le premier groupe de molécules concerne une famille de complexes cationiques bis-NHC-or(I) et de complexes neutres mono-NHC-or(I) fonctionnalisés avec substituents aliphatiques ou aromatiques. Le groupe comprend trois séries. Les trois séries ont été testées contre la souche sensible de F32-TEM de P. falciparum présentant des activités élevées, avec des valeurs d'IC50 de l'orde du nM. Le deuxième groupe concerne une série de complexes cationiques bis-NHC-or(I) fonctionnalisés avec des substituants aliphatiques ou aromatiques comprenant un groupement triclosan relié par un connecteur aliphatique. Le triclosan inhibe la voie de synthèse des acides gras, qui reste également active chez les parasites résistants. Ces complexes ont été testés contre P. falciparum, montrant des activités élevées avec des valeurs IC50 dans la gamme du nM. Les ligands de cette série et leurs complexes respectifs ont également été testés contre L. infantum, l'un des parasites provoquant la leishmaniose, et se sont révélés très efficaces sous les formes amastigote et promastigote, avec des valeurs d'IC50 dans le bas µM
Malaria is the most important parasitic infection in people, threatening around 40% of the human population. In the last years it has become a bigger public health concern because of the augmentation of malaria parasites resistant to artemisinin and its derivatives. Some NHC-gold(I) complexes show antimalarial activities, being a very promising alternative in malaria treatment because of their potential to inhibit thioredoxin reductase (TrxR) that plays a major role in mitochondrial respiratory chain (one of the two pathways that remains active in the quiescent state of the resistant parasites). In this work of thesis a panel of drug-NHC-gold(I) complexes including artemisinin and triclosan moieties has been synthesized and characterized with the objective of developing hybrid molecules with a dual mode of action able to overcome plasmodium resistance to artemisinin and its derivatives. The first group of molecules concerns a family of aliphatic or aromatic-functionalized cationic bis-NHC-gold(I) and neutral mono-NHC-gold(I) complexes with an artemisinin moiety connected through an aliphatic linker. The group includes three series depending on the length of the aliphatic linker (C3, C4, and C5). The three series have been tested against the sensible F32-TEM strain of P. falciparum showing high activities with IC50 values in the nM range. The second group concerns a series of aliphatic or aromatic-functionalized bis-NHC-gold(I) complexes with an triclosan moiety connected through an aliphatic linker. Triclosan inhibits the fatty acid synthesis pathway, which also remains active in the quiescent state on resistant parasites. These complexes were tested against P. falciparum showing, high activities with IC50 values in the nM range. The ligands of this series and their respective complexes have been also tested against one of the leishmaniosis causing parasites, L. infantum, being very effective in both, amastigote and promastigote forms, with IC50 values in the low µM range

Dans un contexte industriel où les réactions d'oxydation sont réalisées dans des conditions qui ne satisfont pas toujours les principes de la chimie verte, notre groupe étudie des catalyseurs de structure N-hydroxyphtalimide (NHPI), pour l'oxydation aérobie de substrats organiques variés dans des conditions douces. Dans le but d'obtenir des catalyseurs plus actifs, deux familles d'analogues hautement substitués sur le noyau phtalimide ont été préparées, suivant deux nouvelles méthodologies de synthèse. La première consiste en la bis-ortho-métallation / silylation d'acides ortho-phtaliques non protégés, pour un accès très rapide à des analogues silylés du NHPI. Les premiers tests en catalyse d'oxydation aérobie montrent une influence intéressante des groupements silyles sur la stabilité de l'espèce active, via leur encombrement stérique, cela permettant une amélioration de l'activité catalytique. La seconde stratégie inclut une cyclotrimérisation [2+2+2] totalement intramoléculaire d'ène-diyne diesters, pour la construction d'un squelette bis-ortho-lactone pentacyclique innovant. Ces intermédiaires sont aisément transformés en 3,6-bis(2-hydroxyphényl)-4,5-diarylphtalimides, ces composés présentant une symétrie C2 et deux axes d'atropoisomérie. Le dédoublement des énantiomères a été effectué, dans la perspective d'obtenir des catalyseurs d'oxydation aérobie potentiellement énantiosélectifs
In the chemical industry, oxidation reactions are not often performed in green chemistry conditions. Our group has been studying N-hydroxyphthalimides (NHPI) catalysts for the aerobic oxidation of various organic substrates in mild conditions. In order to obtain more active catalysts, two families of analogs, showing high substitution on the phthalimide core, have been prepared, following two new synthetic methodologies. The first one consists of the bis-ortho-metalation / silylation of unprotected ortho-phthalic acids, for the efficient access to silylated analogs of NHPI. Preliminary tests in aerobic oxidation catalysis show an interesting influence of the bulkiness of the silyl groups towards the active species, because of increases in catalytic activities. The second strategy includes a totally intramolecular [2+2+2] cyclotrimerization of ene-diyne diesters, affording an innovative pentacyclic bis-ortho-lactone scaffold. These intermediates are easily converted to 3,6-bis(2-hydroxyphenyl)-4,5-diarylphthalimides, which present C2 symmetry and two atropoisomeric axis. The resolution of both enantiomers has been performed, in order to access aerobic oxidation catalysts with potent enantioselective activity

The fields of N-heterocyclic carbenes and homogeneous gold catalysis have experienced tremendous growth within the last two decades. In addition, the combination of these fields to give NHC-gold complexes has delivered superior stability and reactivity, allowing the isolation of new reactive species and a better understanding of the fundamental chemistry. The work presented in this thesis attempts to synthesise novel NHC-gold complexes and document their reactivities. The main themes discussed in this work are: (a) the understanding and avoidance of silver additives in gold-mediated transformations; and (b) the study of different NHCs to provide optimal sterics and electronics for a given application. In Chapter 2, the reported “Gold(I)-Mediated C-H Activation of Arenes” is investigated. The role of each additive is assessed, and in particular the reliance on silver salts is considered. An NHC ligand was used to stabilise reactive intermediates, which provided new insights into the function of the silver additive. Gold(I) hydroxides are repeatedly shown to be invaluable synthetic equivalents, as well as key intermediates in silver-free protocols. Chapter 3 details numerous attempts to synthesise [Au(OH)(NHC)] complexes that are stable, pure and in high yields. Chapter 4 documents the synthesis of gold species featuring the ITent family of NHC ligands. Their highly flexible steric bulk is investigated by crystallographic studies, and is believed to contribute to their relatively high stabilities. Chapter 5 describes the use of the newly synthesised [Au(OH)(NHC)] complexes to generate mono- and bifluoride species. The reaction conditions were then optimised in order to maximise yields and regioselectivities. Finally, Chapter 6 examines the use of NHC selenium adducts to measure the π-accepting ability of these ligands. These are then coordinated to gold, whereupon different geometries are observed depending on the nature of the NHC.

The development of procedures for the synthesis of valuable organic molecules constitutes an important part of chemistry. The goal of improving the efficiency of existing methodologies can be fulfilled by use of metal catalysts. Recent developments in the field of homogeneous gold catalysis have contributed to these efforts and continued investigations assure future innovations. Chapter 1 summarises the properties of gold and ligand-supported gold(I) complexes and demonstrates how a detailed understanding of its reactivity and possible bonding interactions with various substrates facilitates the development of well-defined catalytic systems. Particular attention is given to N-heterocyclic carbenes, highly tunable ligands that stabilise a wide range of different transition metal complexes. Three chapters describe syntheses and studies of known and new complexes. Chapter 2 discusses expedient syntheses of key NHC-gold(I) complexes and catalysts. Chapter 3 constitutes studies to the behaviour of the commonly used tetrafluoroborate counterion in a particular IPrCl -gold(I) complex. Chapter 4 de- scribes the synthesis of a range of IPr-gold(I) carbanion complexes from the widely studied IPr-gold(I) hydroxide synthon, the study of their properties and exploration of their reactivity. Catalytic applications in transformations of alkynes and alcohols are described in the last three chapters. Chapter 5 details the development of efficient NHC-gold(I)-catalysed procedures for the synthesis of vinyl ethers through addition reactions of aliphatic and benzylic alcohols to alkynes. Benzylic alcohols were found to undergo gold-catalysed dehydration under specific conditions and Chapter 6 discloses the NHC-gold(I)-catalysed dehydrative formation of ethers from phenols and benzylic alcohols. Appendix A describes preliminary explorations to the complimentary use of Brønsted acidic compounds as catalysts for the formation of products with new C – C bonds from benzylic alcohols and phenols.

L'objectif de cette thèse a été de mettre au point l'introduction d'azoles en meso d'une porphyrine par couplage d'Ullmann; Divers azoles ont pu être introduit par cette méthode avec de bons rendements, par formation d'une liaison carbone-azote. il a même été possible avec certains azotes de réaliser des doubles couplages d'Ullmann, conduisant ainsi à des 5.15-diazolyle-porphyrines. De plus, ces même conditions réactionnelles ont été utilisées pour introduire un ou deux dérivés donneurs d'électrons (carbazole, phénoxazine, phénothiazine). L'introduction d'imidazole, de triazole et de benzimidazole en meso a permis, après alkylation, d'obtenir des précurseurs de carbènes N-hétérocycles (NHC). La coordination de deux équivalents de NHC sur un sel de palladium conduit à un dimère de porphyrines via coordination exocyclique. La géométrie de coordination trans-anti autour du palladium a été confirmée par l'obtention de la structure radiocristallographique de deux complexes. Les études par électrochimie de ces complexes ont révélé une communication interporphyrinique à l'état fondamental, mise en évidence par une succession de quatre vagues monoélectroniques en oxydation.

Les complexes carbènes N-hétérocycliques-boranes (NHC-Boranes) sont de nouvelles structures dont l’application en synthèse n’a pas été explorée. Notre but a été de nous intéresser à la réactivité de ces dérivés en étudiant l’influence de la complexation du ligand NHC sur l’atome de bore. Le premier aspect de cette recherche consistait à utiliser les complexes NHC-boranes comme nouveaux médiateurs radicalaires. Les calculs théoriques ont montré que la valeur de la BDE de liaison B-H de ces complexes était suffisamment faible pour pouvoir les utiliser comme réducteurs radicalaires dans la réaction de désoxygénation de Barton-McCombie. Ainsi, nous avons pu réaliser la réduction de divers xanthates secondaires avec des rendements satisfaisants. Nous avons ensuite montré que les complexes NHC-boranes pouvaient se comporter comme des réducteurs ioniques en réduisant des halogénures et de triflates aromatiques catalysées par le palladium. Par ailleurs, nous avons étendu le champ d’application de ces complexes aux couplages C C. Les NHC-boranes substitués sont donc de nouveaux partenaires pour la réaction de couplage de Suzuki-Miyaura. Pour finir, grâce à une nouvelle réactivité, il est possible de synthétiser des complexes NHC-boranes fluorés en générant un cation borénium stabilisé par un ligand NHC
N-heterocyclic carbenes boranes (NHC-Boranes) complexes are novel structures whose reactivity —especially organic— has not been explored. Our goal was to investigate the influence of the NHC complexation on the reactivity at the boron atom. We focused first on radical reactions. Computational studies showed that the values of the B-H BDE of these complexes are low enough to use them as radical hydrogen donors in the Barton-McCombie deoxygenation of xanthates. We thus reported that two NHC-BH3 complexes reduce different secondary xanthates in acceptable yields under the Barton-McCombie conditions. Then, we found that palladium could mediate the reduction of a variety of aryl halides and triflates by using NHC-boranes complexes as an hydride donors. In addition, we found that, by changing the borane, palladium could catalyze sp2–sp2 and sp2–sp3 C–C couplings in good to excellent yields. NHC-boranes complexes are hence a family of new boron partners for Suzuki-Miyaura couplings. Finally, we discovered a new reactivity by generating a borenium cation stabilized by the NHC ligand. This reactivity allows us to synthesize fluorinated NHC-boranes complexes

2016 - 2017
Olefin metathesis is one of the most important chemical transformations for the formation of carbon-carbon double bonds. The possibility to build up highly funtionalised alkenes starting from simple olefins makes this reaction indispensable in modern organic synthesis, giving access to a wide range of molecules that would be barely obtained through other synthetic routes. The success of metathesis is due to the development of new and efficient catalysts which can be used in a wide variety of research fields, both in industry and in academia. In this context, the research of the ‘perfect’ metathesis complex still impassions scientists all over the word, and several research papers regarding the development of new catalytic systems are published every year. The group I am part of focuses its attention on the development of new ruthenium metathesis catalysts. Our interest lies in the influence that nature and configuration of substituents on the N-heterocyclic carbene (NHC) ligand could have on the performances of the corresponding metal complexes. In this doctoral thesis, the field of unsymmetrical N-heterocyclic carbene (u-NHC) ruthenium catalysts will be explored. Synthesis and characterisation of several novel complexes will be discussed. Catalytic performances will be evaluated in model metathesis reactions as well as in more attractive metathesis transformations. The relationship between NHC structure and complexes’ behaviours will be investigated using NMR, X-Ray, IR, cyclic voltammetry and DFT calculations. ..[edited by Author]
XXX ciclo

Nous avons décrit la synthèse d’une nouvelle famille de ligand NHC-N chiraux bidentates et leur utilisation dans la réaction de Tsuji-Trost. Ces ligands ont été facilement obtenus à partir des sels amino-imidazolium chiraux correspondants synthétisés à partir de sels oxo-imidazoliums sur lesquels la chiralité a été introduite par une réaction de formation d’une imine avec des amines chirales. Une réduction diastéréosélective a permis un accès efficace aux sels amino-imidazoliums. Les complexes NHC-amino et imino des métaux de transition ont été obtenus par traitement des sels imidazoliums avec de l’oxyde d’argent puis transfert des ligands NHC sur des complexes du palladium, du cuivre et du rhodium. Les propriétés complexantes des ligands NHC-amino sur le palladium ont été démontrées par analyse RX. Ils ont été testés via un complexe NHC-amino-argent, obtenu sous forme d’un mélange de diastéréoisoméres, dans la réaction d’alkylation du 1,3-diphényl-allyl-acétate par l’anion du malonate. Des excès énantiomériques, en faveur de l’énantiomère (R), allant jusqu’à 80% ont été obtenus. Un nouveau système catalytique très actif a été développé en version achirale à l’aide de complexes (NHC)(phosphine)palladium généré in-situ. Des conversions totales ont été obtenues en moins de 5 minutes. Le système a été étendu à une réaction d’amination. Une réaction umpolung d’allylation de dérivés carbonylés en présence d’Et2Zn et de différents acétates allyliques, a été mise au point à partir de ces mêmes complexes mixtes. Ce système conduit à des rendements élevés et à une gestion de la régiosélectivité dans la plupart des cas > 98/02 et à une diastéréosélectivité anti allant jusqu’à 92/8. Ce système est inefficace avec les imines. L’influence du solvant a été étudiée : les conversions sont améliorées dans le CH2Cl2, tandis que la diastéréosélectivité est meilleure dans l’éther.

Depuis sa première isolation, les ligands carbènes N-hétérocycliques (NHC) s’avèrent très utiles pour la coordination avec les métaux de transition ainsi que pour la catalyse. Étant abondant et moins onéreux, le fer en tant que catalyseur a connu un essor considérable au cours de ces dernières décennies. De nombreux Fe-NHCs ont été synthétisés, mais le Fe-NHC chiral utilisé pour la catalyse asymétrique en est encore à ses débuts. En comparaison avec les métaux rares, le cuivre en tant que métal de transition polyvalent et moins coûteux, a également suscité beaucoup d’attention. Cependant, le développement du Cu-NHC chiral en tant que catalyseur efficace reste difficile. Ainsi, plusieurs types de nouveaux précurseurs de ligand NHC chiral ont été synthétisés. Les synthèses de Fe-NHCs et de Cu-NHCs chiraux ont été initiées à partir des précurseurs chiraux. Il a été constaté que les Fe-NHCs et les Cu-NHCs se décomposent au contact de l’air. Les Fe-NHCs et Cu-NHCs chiraux générés in situ sont utilisés dans les réactions d'hydrosilylation, les réactions de Mukaiyama aldol, l'insertion de carbène métallique dans la liaison SiH et les réactions de type Heck. Les Fe- NHCs in situ se sont avérés non utilisables dans la réaction d'hydrosilylation de l'acétophénone. Pour les réactions de Mukaiyama aldol, les conditions d'utilisation de Fe-NHCs in situ ont permis d'obtenir les produits souhaités avec un rendement allant jusqu'à 88%. Cependant, aucune énantiosélectivité n'a été observée, probablement pour des raisons de désactivation du ligand NHC. La réaction d'insertion du métal-carbène dans la liaison SiH catalysée in situ par des Cu-NHCs a donné un rendement pouvant atteindre 84% et 24% ee de produit. En outre, les réactions de type Heck ont été testées avec un catalyseur chiral Pd-NHC, qui a aboutit à un rendement supérieur à 91% sans avoir fournir d’énantiosélectivité. De plus, les décompositions de différents types de Cu-NHCs et Ag-NHCs dans des solutions sous air humide ont été étudiées. L’hydrolyse et l’oxydation de Cu- NHCs ont généré, sous air, des imidazoliums et des dérivés d'urée. Les Ag-NHCs ont été hydrolysés pour donner des formamides ou des imidazoliums en solution sous air humide. Par la suite, une nouvelle méthode de synthèse du dérivé d'urée utilisant du cuivre et de l'air en tant qu'oxydant a été developpée. Elle a permis d'obtenir des rendements modérés voire même très bons pour des substrats sans encombrement stérique. Les conditions d'oxydation douces conviennent à la synthèse de dérivés d'urée possédant des groupes alkyle, benzyle, aryle, hydroxy primaire, un groupe tertbutyloxycarbonyle sensible aux acides et des groupes amine tertiaire. Dans le dernier projet, une synthèse générale et efficace des dihydroquinoxalinones énantiopures a été développée. La cyclisation réductrice de N-(o-nitroaryl)amino esters a été réalisée en utilisant du fer et du zinc métallique dans des conditions douces pour donner des dihydroquinoxalinones avec des rendements modérés à élevés et une pureté énantiomérique élevée.
Since its first isolation, N-heterocyclic carbenes (NHC) have been found very useful to coordinate with metals and serve as ligand in catalysis. With the advantages of environmental friendliness, abundance and being less expensive, iron as a metal catalyst has received growing attention in recent decades. Despite that many Fe-NHCs have been synthesized, chiral Fe-NHC for asymmetric catalysis is still in its infancy. In comparison to precious metals, copper as a versatile and less expensive transition metal also has recieved much attention. However, the development of chiral Cu-NHC as efficient catalyst is still challenging. Thus, several types of novel chiral NHC ligand precursors have been synthesized. The synthesis of chiral Fe-NHCs and Cu-NHCs were attempted using those chiral precursors. It was found that the Fe-NHCs and Cu-NHCs would decompose under air. On the other hand, the applications of in situ generated generated chiral Fe-NHCs and Cu-NHCs were carried out for hydrosilylation reactions, Mukaiyama aldol reactions, insertion of metal-carbene into SiH bond and Heck-type reactions. The in situ generated Fe-NHCs were found not applicable in the hydrosilylation of acetophenone. For the Mukaiyama aldol reactions, the conditions using in situ generated Fe-NHCs led to the desired products in up to 88% yield. However, no enantioselectivity was observed for all attempts, probably due to the deactivation of NHC ligand. The insertion reaction of metal-carbene into SiH bond catalyzed by in situ generated Cu-NHCs afforded up to 84% yield and 24% ee of product. Besides, the Heck-type reactions were tested using a chiral Pd-NHC as catalyst. The reactions afforded up to 91% yield, but no enantioselectivity was observed. Furthermore, the decompositions of different types of Cu-NHCs and Ag-NHCs in solutions under humid air were studied. The Cu-NHCs underwent hydrolysis and oxidation to generate imidazoliums and urea derivatives under air. The Ag-NHCs were hydrolyzed to yield formamides or imidazoliums in solution under humid air. Subsequently, a new synthetic method of urea derivative using copper and air as oxidant was developed, which provided moderate to very good yields for sterically unhindered substrates. The mild oxidation conditions are suitable for the synthesis of urea derivatives possessing alkyl, benzyl, aryl, primary hydroxy, acid-sensitive tertbutyloxycarbonyl group, and tertiary amine groups. In the last project, a general and efficient synthesis of enantiopure dihydroquinoxalinones has been developed. The reductive cyclization of N-(o-nitroaryl)amino esters was performed by using iron and zinc metal under mild conditions to afford dihydroquinoxalinones in moderate to high yields and high enantiomeric purity.

This thesis focuses on the synthesis of early transition metal complexes. A unique series of chromium complexes in oxidation states 0, +I, +II and +III containing N-heterocyclic carbenes have been prepared, as well as titanium complexes in the +III oxidation state. A series of bis(phosphine) complexes of chromium in oxidation states 0 and +I have also been synthesised. Chapter one provides an introduction to the chemistry of N-heterocyclic carbenes, and their crucial role in organometallic chemistry Chapter two introduces a novel series of donor-functionalised imidazolium salts and their structural characterisation. Synthesis of the corresponding free NHC ligands is described, and the synthesis of silver(I) complexes reported. This chapter provides an insight into the bonding of these new ligands. In chapter three, the synthesis of a series of bis(phosphine) chromium(0) and chromium(I) complexes is described, along with their characterisation and EPR analysis. This work was sponsored by Sasol Technology. Chapter four describes the synthesis of a series of low oxidation state chromium complexes. Chromium(0) and novel chromium(I) complexes were prepared. EPR analysis of the resulting paramagnetic complexes is included, and represents the first series of chelating NHC-Cr(I) complexes to be studied in this way. An interesting reaction is described, in which NHC ligand is found to decompose in an unexpected manner upon attempted coordination to chromium(0). A novel series of chromium(II)-NHC complexes have also been prepared and are thought to be the first of their type reported. Chapter five describes the synthesis of a novel series of NHC containing Cr(III) and Ti(III) complexes. Analysis by EPR spectroscopy was carried out. The catalytic activity of a selection of complexes in ethylene oligomerisation reactions were tested and found to give mostly polymeric product, with little selectivity toward linear alpha olefins.

The syntheses, structures, photophysical properties and applications of three types of photoluminescent organoplatinum(II) complexes containing N-heterocyclic carbene (NHC) ligands are described. The tetradentate dianionic bis(phenolate-NHC) type ligands provide a superior scaffold for constructing thermally stable and efficient deep-blue phosphorescent Pt(II) complexes with λmax of ~440-460 nm and solid-state emission quantum yields of ~30%. Highly efficient blue OLEDs with CIEx, y of (0.19, 0.21) were fabricated based on these emitters with maximum brightness, peak current efficiency and power efficiency of ~9500 cd m^(-2), 24 cd A^(-1) and 17 lm W^(-1), respectively. Structural modification by extending the π-conjugation of the tetradentate bis(phenolate-NHC) ligand leads to strongly phosphorescent platinum(II) complexes with long-lived emissive electronic states that can be used as a luminescent sensor for oxygen. DFT/TDDFT calculations and time-resolved spectroscopic characterizations were performed to gain insight into the structure-photophysics correlation. The N-heterocyclic carbene (NHC) ligand was incorporated into Pt(II) complexes containing tridentate deprotonated 1,3-bis(2-pyridyl)benzene (N^C^N) type ligand. In addition to the [(N^C^N)Pt(NHC)]PF6 type complexes with (N^C^N) in η3-tridentate coordination mode, Pt(II) complexes with η2-bidentate (N^CN) ligands, namely [(N^CN)Pt(NHC)2]PF6, have been isolated and structurally characterized. The highly phosphorescent [(N^C^N)Pt(NHC)]PF6 complexes were used for solution-processed green OLEDs fabrication. The peak current efficiency of 12.5 cd A^(-1) and maximum brightness higher than 2000 cd m^(-2) were achieved. The presence of the pendent pyridyl motif causes quenching of emission of the [(N^CN)Pt(NHC)2]PF6 complexes in solution at room temperature. Turning on solid-state emission of [(N^CN)Pt(nBu2Im)2]PF6 in the presence of an acidic vapor revealed its potential as a luminescent chemosensor. A class of dicationic platinum(II) terpyridyl complexes containing NHC ligand, namely [Pt(tpy)(NHC)](PF6)2, has been synthesized and structurally characterized. Even in the presence of the strong σ-donating NHC ligand, these complexes are non- or weakly emissive in solution at room temperature. However, this class of complexes displays intense emissions in solid state (298 K and 77 K), in glassy solution (77 K butyronitrile) and in PMMA (2 wt.%, 298 K). The ligand (terpyridine) displacement reaction arising from CN attack onto the Pt(II) center has been observed for [Pt(tpy)(nBu2Im)](PF6)2 leading to its application as a chemodosimeter for selective cyanide sensing in aqueous solution.
published_or_final_version
Chemistry
Doctoral
Doctor of Philosophy

La cycloaddition 1,3-dipolaire catalysée par le cuivre(I) entre un azoture et un alcyne (CuAAC), réaction de " chimie click " par excellence, suscite un grand intérêt en raison de son efficacité et de sa versatilité. L'objectif premier de cette thèse est d'appliquer cette réaction pour l'élaboration de structures 1,2,3-triazoles fonctionnalisées, en vue d'obtenir des ligands jouant le rôle de " pince à platine ". Les complexes de platine biologiquement actifs rapportés sont de type mono- ou bi-nucléaire et comportent un ou deux cycles triazole. Les complexes obtenus ont fait l'objet d'une étude in vitro d'interaction avec des nucléosides et de l'ADN soit sous forme d'hairpin (épingle à cheveux) soit sous forme plasmidique. Nos complexes ont montrés une réactivité similaire à celle du cisplatine, qui est la métallodrogue de référence. En parallèle, nous présentons les propriétés catalytiques et biologiques de complexes cuivre(I)-NHC (Carbène N-Hétérocyclique), dérivés du [CuCl(SIMes)], mis au point par Nolan et al. Dans un premier temps, un criblage d'activités catalytiques a été réalisé avec divers additifs aromatiques azotés afin d'améliorer l'efficacité de la CuAAC. Dans un deuxième temps, la cytotoxicité et l'activité antitumorale du complexe [CuCl(SIMes)] ont été considérées sur plusieurs lignées cellulaires. Nous rapportons ici, le premier exemple de cuivre(I)-NHC biologiquement actif, présentant une activité largement supérieure à celle du cisplatine. Enfin, la réactivité de ce complexe avec de l‟ADN plasmidique a été évaluée in vitro et nous rapportons sa capacité à couper l‟ADN.

We present the synthesis and structural characterization of novel ruthenium complexes containing C^C* cyclometalated N-heterocyclic carbene ligands, η6-arene (p-cymene) ligands and one bridging chlorine ion. Complexes of the general formula [Ru(p-cymene)(C^C*)Cl] were prepared via a one-pot synthesis using in situ transmetalation from the correspondent silver NHC complexes. These complexes react with sodium tetrakis[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]borate (NaBArF4) to form dinuclear complexes of the general structure [Ru(p-cymene)(C^C*)-μ-Cl-(p-cymene)(C^C*)Ru]+[BArF4]−. Solid-state structures confirm that the pseudo-tetrahedral coordination around the metal center with the η6-ligand aligned perpendicularly to the C^C* ligand and the i-Pr group “atop” is retained in the bimetallic complexes.

We present the synthesis and structural characterization of novel ruthenium complexes containing C^C* cyclometalated N-heterocyclic carbene ligands, η6-arene (p-cymene) ligands and one bridging chlorine ion. Complexes of the general formula [Ru(p-cymene)(C^C*)Cl] were prepared via a one-pot synthesis using in situ transmetalation from the correspondent silver NHC complexes. These complexes react with sodium tetrakis[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]borate (NaBArF4) to form dinuclear complexes of the general structure [Ru(p-cymene)(C^C*)-μ-Cl-(p-cymene)(C^C*)Ru]+[BArF4]−. Solid-state structures confirm that the pseudo-tetrahedral coordination around the metal center with the η6-ligand aligned perpendicularly to the C^C* ligand and the i-Pr group “atop” is retained in the bimetallic complexes.

Les carbènes N-hétérocycliques (NHC) sont utilisés comme ligands pour les métaux de transition. Les complexes résultants présentent principalement des applications en catalyse, ainsi que dans la conception de nouveaux candidats médicaments. Dans ce travail, nous discuterons une simplification des méthodes de synthèse des sels d’imidazoliniums, ainsi que des complexes Cu- et Ag-NHC. L’ammoniaque est utilisé ici à la fois comme milieu solubilisant des espèces métalliques et comme base pour la déprotonation des sels d’imidazoli(ni)ums fournissant une métallation douce, rapide et simple. La fonctionnalisation des NHC, dans des positions définies, permet une modulation de certaines de leurs caractéristiques sans impacter les propriétés remarquables de leurs complexes. De nouvelles méthodes de fonctionnalisation, par cycloaddition azoture-alcyne en périphérie des noyaux aromatiques, ont été mises au point. Ceci mène à l’introduction de trois stratégies synthétique : pré-, post- et auto-fonctionnalisation. La stratégie de pré-fonctionnalisation de précurseurs permet l’accès à des métallo-NHC du groupe 11, dont les propriétés de solubilité peuvent être facilement modifiées. Des réactions thermiques d’Huisgen et de SPAAC sont réalisables directement sur les complexes Au-NHC modifiés par des azotures, et sont désignés comme post-fonctionnalisation. Des réactions dites d’auto-fonctionnalisations entre un complexe Cu-NHC possédant un azoture et des alcynes divers, permettent l’introduction, par exemple, de biomolécules sensibles sans étapes de protection/déprotection. Enfin, les complexes Cu-NHC fonctionnalisés avec des groupements hydrosolubilisants ont été étudiés en tant que catalyseurs de cycloaddition de CuAAC dans des milieux biocompatibles, tandis que les Ag-NHC fonctionnalisés avec des groupements lipophiles présentent une activité antibactérienne
N-heterocyclic carbenes (NHCs) have been used very frequently as ligands for the preparation of transition metal-based catalysts as well as drug candidates. This work will present a simplification of imidazoliniums synthesis and a new preparation of Ag-, Cu-NHC complexes. Aqueous ammonia will be used for the solubilisation of metallic species and as a base for the deprotonation of imidazoli(ni)um salts providing a mild, quick and easy metallation procedure. The functionalisation of NHC ligands, in definite positions, allows the modulation of some of their characteristics without interfering with the remarkable properties of their complexes. New functionalisation strategies by azide-alkyne cycloaddition reaction at the periphery of aromatics cores, were developped. This can be described by the following three synthetics strategies: pre-, post- and auto-functionalisation. Pre-functionnalisations strategy of precursors allows the synthesis of coinage metal-NHC complexes, for which variation of solubility is easily obtained. Thermal Huisgen reactions and SPAAC are achievable on the Au-NHC azide modified complexes directly, in a post-functionalisation pathway. Furthermore, the post-functionnalisation strategy was extended to Cu-NHC complexes resulting in an auto-functionalisation process. This allowed subsequently the introduction of sensitive biomolecules without protection/deprotection steps. Finally, water soluble Cu-NHCs complexes were used as CuAAC catalyst in bio-compatible media. Lipophilic Ag-NHCs complexes were tested as antibacterials (antibiofilm and growth inhibition activities)

N-heterocyclic carbenes (NHCs) can be used as ligands for organometallics complexes, which can then facilitate numerous catalytic applications, such as, C-H activation, small molecule activation and numerous materials applications. The use of anionically-tethered NHCs for usage with electropositive metals has been pioneered by the Arnold group within the last decade. This thesis describes the synthesis of both aryloxide- and amide-tethered NHC organometallic complexes of s-, p-, d- and f-block metals to provide a platform for small molecule activation. Once synthesised, the reactivity of some of these complexes were tested by reaction with CO2 with the aim of turning a molecule considered a harmful (environmentally), waste product into value added products, potentially providing an alternative fuel source. Chapter One introduces the use of anionically-tethered NHCs for use in a number of organometallic complexes as well as their current potential as catalysts for a number of important small molecules. This chapter focuses upon the differences between complexes tethered with anionic O, N, P, S elements, f-element NHC complexes and the use of d-block NHC complexes for catalysis. Chapter Two contains the synthesis and characterisation of a number of aryloxy-tethered NHC p-, d- and f-block organometallic complexes using the ligand H2(LArO R)2. The synthesis of SnII complexes including the synthesis of new ‘normal’ ‘abnormal’ complexes given enough steric bulk around the Sn centre due to the lone pair present in Sn complexes, preventing one of the ligands binding through the classical carbene position and therefore binding through the backbone C4 carbon. The synthesis of MII (Zn, Co and Fe) complexes to compare the solid-state structure and binding mode of the carbenes. The synthesis and characterisation of MIII (Ce and Eu) complexes to assess the solid-state structure and binding modes within f-bock complexes. Chapter Three investigates the reactivity of the MII complexes (Sn, Zn, and Fe) with CO2. Successful reactions were characterised using NMR and further treated with alkynes to target catalytic reactions. Chapter Four contains reactions to target a number of amide-tethered bis (NHC) s-, p-, d- and f-block organometallic complexes using the proligand, H4(LN Mes)Cl3. Deprotonation studies undertaken with a number of bases to give the MI (Li and K) salts and MII (Mg) salts and proved to be unsuccessful upon isolation. Reactions to synthesise the p-, d- and f-block complexes were then undertaken using in situ free carbene production as well as the attempted isolation of the free carbene, both of which also proved unsuccessful. Chapter Five provides an overall conclusion to the work presented in Chapters Two, Three and Four within this thesis. Chapter Six gives the experimental and characterising data for the complexes and reactions.

Thesis (M.S.)--University of New Orleans, 2004.
Title from electronic submission form. "A thesis ... in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in the Department of Chemistry."--Thesis t.p. Vita. Includes bibliographical references.

Phytochemicals and garlic extracts were evaluated for their potential as complementary treatments against Neisseria gonorrhoeae. The minimum inhibitory concentrations (MICs) of the phytochemicals silibinin and dillapiol, and a panel of garlic natural health products were determined against a panel of resistant and susceptible N. gonorrhoeae strains using agar and broth dilution methods and bacterial killing curves. Combinations of subinhibitory concentrations of silibinin or dillapiol with penicillin elicited a significant reduction in MICs of ∼50% and ∼25% of the tested strains respectively. Ternary combinations of silibinin, dillapiol and penicillin yielded a significant MIC reduction in 88% of the tested strains, including some strains whose penicillin MICs were reduced below the penicillin resistance breakpoint. The garlic extracts exhibited discrepancies in product composition and antimicrobial activity, with few products having comparable activity to fresh garlic. The activity of these phytochemicals against multiple N. gonorrhoeae resistance phenotypes makes them worthy of further investigation.

La photopolymérisation est un procédé en plein essor qui permet d’accéder à des matériaux polymères, notamment sous la forme de films ou de revêtements. Néanmoins, celle-ci est majoritairement basée sur un mécanisme de polymérisation radicalaire qui proscrit l’obtention de matériaux totalement biodégradables. Aussi, au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la photopolymérisation par ouverture de cycle (photoROP) d’esters et de carbonates cycliques à l’aide de deux grandes familles de photogénérateurs de bases (PBGs). Tout d’abord, des PBGs, pouvant libérer des superbases de type amidine et guanidine cycliques ont été employées pour mener efficacement la photoROP du L-LA et du TMC en solution. Puis, nous nous sommes attachés à développer, sur le modèle des photobases précédentes, de nouveaux PBGs qui libèrent sous irradiation UV des carbènes N-hétérocycliques (NHCs). La libération des NHCs à partir de ces « NHCs photolatents » a été prouvée par RMN 1H et par la formation d’adduits NHC.CS2. De même, ces PBGs se sont révélés actifs pour la photoROP du L-LA et du TMC en solution, mais avec une plus faible efficacité que les PBGs précédents. En effet, les cinétiques de polymérisation sont lentes du fait de la présence de CO2 dans le milieu (libéré lors de l’irradiation UV) qui conduit à la formation d’adduit NHC.CO2 inactif en ROP. Ainsi, la photobase la plus performante, libérant du TBD, a été employée afin d’effectuer la photoROP en masse d’esters cycliques liquides (ε-CL, δ-VL et un mélange innovant L-LA/TMC). Finalement, des réseaux ont été formés par incorporation dans le milieu réactionnel d’un monomère bifonctionnel, permettant d’obtenir sur demande (contrôle temporel) des matériaux réticulés potentiellement entièrement biodégradables
Photopolymerization is a growing process allowing preparing polymer materials, notably in the form of films or coatings. Nevertheless, it is mostly based on a radical polymerization mechanism that prevents obtaining fully biodegradable materials. The goal of this PhD work was thus to develop the photopolymerization of cyclic esters and carbonates by using two families of photobase generators (PBGs). First, already described PBGs, releasing cyclic amidine and guanidine-type superbases, were effectively employed to carry out the photopolymerization of L-LA and TMC in solution. Then, taking previous PBGs as models, we developed new PBGs able to release N-heterocyclic carbenes (NHCs) under UV irradiation. The release of NHCs from these “photolatent NHCs” was proven both by 1H NMR and by the formation of NHC.CS2 adducts. These PBGs also proved to be active for the ROP of L-LA and TMC in solution, but to a lesser extent than previous photobases. Indeed, slower kinetics of polymerization were observed, which was attributed to the presence of CO2 in the reaction medium (CO2 released by photodegradation of the PBG) that leads to the formation of NHC.CO2 adduct (inactive for ROP). Thus, the most efficient photobase (releasing TBD) was employed to carry out the bulk photopolymerizations of liquid cyclic esters (ε-CL, δ-VL and even an innovative L-LA / TMC mixture). Finally, polymer networks have been formed by incorporating a bifunctional monomer into the reaction medium, allowing the preparation “on demand” (temporal control) of potentially fully biodegradable materials in a one-pot process

La fonctionnalisation directe des liaisons Carbone-hydrogène (C-H) a pris, au cours des deux dernières décennies, une place de plus en plus importante en synthèse organique. En particulier, la fonctionnalisation CH catalysée par un métal de transition (TM) a connu une amélioration croissante de ses performances, permettant ainsi d'élargir la palette d'outils disponibles pour la synthèse de matériaux organiques, de produits naturels et de principes actifs. Néanmoins, le développement de nouvelles transformations de liaisons C-H fonctionnant efficacement en conditions douces avec une large tolérance aux groupements fonctionnels et une sélectivité élevée reste un enjeu majeur. Parallèlement, les carbènes N-hétérocycliques (NHCs) sont devenus des ligands de choix en chimie de coordination et en catalyse. Leurs propriétés uniques sont a l’origine de catalyseurs robustes de métaux de transition permettant des stratégies de synthèse plus efficaces. Cependant, l'utilisation des ligands NHCs dans des procédés métallo-catalysés de fonctionnalisation C-H reste a ce jour limitée. Par ailleurs, les composes organoborés sont des intermédiaires polyvalents en chimie de synthèse. Les stratégies mettant en jeu la fonctionnalisation C-H représentent sans nul doute l’approche la plus simple pour accéder a ces blocs de synthèse. Cette Thèse décrit une stratégie efficace et simple pour la préparation de complexes de métaux de transition portant des ligands chélates de type NHC-carboxylate sans précédent dans la littérature. Ces complexes, présentent une efficacité et une sélectivité élevée en tant que catalyseurs dans des réactions de borylation regiosélective de liaisons C-H dites ≪ inertes ≫ en conditions douces, et notamment photochimiques
The direct functionalization of inert CH bonds has emerged over the past two decades as an increasingly important synthetic tool. In particular, transition metal (TM)-catalyzed C-H functionalization has witnessed continuing improvements in performance, allowing expansion of the toolbox available for organic material synthesis, natural products synthesis, and drug-discovery programs. In spite of this success, there is still a need for the development of methodologies to efficiently enable C-H bond transformation under mild conditions. During the past two decades, N-heterocyclic carbenes (NHCs) have become ubiquitous ligands in coordination chemistry and catalysis. Their unique properties, including strong σ- donation, are responsible for forming robust TM catalysts that allow for the development of more efficient synthetic procedures. Nevertheless, the use of NHC ligands in transition metal-catalyzed C-H functionalization has remained limited. Because organoboron compounds are versatile intermediates in synthetic chemistry, the development of new catalytic systems for selective borylation of unactivated C-H bonds would afford new perspectives in organometallic and catalysis. Herein, this Thesis discloses an efficient and straightforward strategy to access various types of transition metal complexes bearing bidentate NHC-carboxylate ligands which were fully characterized including solid-state structures. These unprecedented complexes possessing chelating-NHC ligands exhibited high efficiency and selectivity in site selective borylation of inert C-H bonds under mild conditions including a photosensitizer-free photocatalytic conditions

Ce travail de thèse est consacré à l’étude de la réactivité du spirosilane de Martin, une molécule présentant des propriétés intéressantes notamment en présence de bases de Lewis, qui a trouvé des applications diverses comme la détection d’ions fluorures. En ce qui nous concerne, nous avons choisi d’étudier l’interaction de ce dérivé du silicium avec des bases de Lewis neutres fortes tels que les Carbènes N-Hétérocycliques (NHC) qui ont été beaucoup utilisés pour stabiliser les espèces de basse valence des éléments du bloc p. Alors que les NHC sont connus pour former avec les chlorosilanes des adduits pentacoordinés stables, aucun exemple avec des silanes non halogénés n’avaient été décrits avant notre étude. Nous avons montré qu’en fonction de l’encombrement stérique des NHC étudiés, ils forment avec le spirosilane de Martin des adduits de Lewis normaux et anormaux stables. Les propriétés « Paires de Lewis Frustrées » (FLP) du spirosilane avec des NHC encombrés ont été examinées ainsi que l’accès à des nouveaux ligands NHC anioniques portant un motif siliconate
This thesis work is focused on the reactivity of Martin’s Spirosilane, a molecule that displays some interesting properties in particular with different Lewis base, founding some interesting application such us fluoride sensor. In our study, we have chosen N-Heterocyclic Carbene (NHC) because they are well known for stabilising low-valence states of p-block elements or for disclosing new reactivities. Besides, NHC are known to form relatively stable adducts with tetravalent halosilanes and also to stabilise silicon(0) species through potassium graphite reductions, but, to the best of our knowledge, no pentacoordinated NHC-adducts with a non-halogenated silane partner has been synthesised to date.The first part of my PhD was focused on the update of Martin’s spirosilane synthesis due to some problem of reproducibility with the known procedure. Once obtained the product, it was begun the investigation of the interaction with different NHC carbene that afforded the corresponding adducts that were fully characterised. The different adducts were then studied as potential Frustrated Lewis Pair and as precursors of anionic-type ligands for the metal's coordination

Le N-hydroxytétraphénylphtalimide (NHTPPI) présente une activité catalytique sensiblement supérieure à celle du N-hydroxyphtalimide (NHPI) dans l'oxydation aérobie de substrats organiques. Deux nouvelles voies d'accès à des analogues fonctionnalisés du NHTPPI ont été étudiées. La première implique une réaction de Diels-Alder entre des oxydes ou dioxydes de thiophènes polyaromatiques et le maléimide ou l'anhydride maléique. De nombreuses limitations rendent cette approche difficilement généralisable. Dans la deuxième voie, l'étape clé est une cycloaddition entre des tétracyclones ou des acécyclones et le 2-bromomaléimide qui conduit directement au motif phtalimide par décarbonylation et déshydrobromation de l'adduit de Diels-Alder. Cette méthodologie de synthèse très efficace et tolérante a permis d'introduire des groupements variés sur les cycles aromatiques portés par le noyau benzénique central et d'obtenir de nouveaux analogues du NHTPPI ainsi que des N-hydroxydiarylacénaphtophtalimides en seulement trois à cinq étapes. La chiralité axiale a été mise en évidence en série diarylacénaphtophtalimide et la séparation d'énantiomères a été réalisée dans un premier cas, ce qui ouvre la voie vers de nouveaux analogues chiraux du NHPI. Les nouveaux N-hydroxyimides obtenus ont montré d'excellentes performances en catalyse d'oxydation aérobie, dans tous les cas supérieurs à celles du NHPI et, dans certains cas, à celles du NHTPPI
N-Hydroxytetraphenylphthalimide (NHTPPI) exhibits a better catalytic activity than N-hydroxyphtalimide (NHPI) in the aerobic oxidation of organic substrates. Two new routes to functionalized analogs of NHTPPI have been studied. The first one involves a Diels-Alder reaction between polyaromatic thiophene oxides or dioxides and maleimide or maleic anhydrid. Several limitations make this approach difficult to generalize. In the second approach, the key step is a cycloaddition between tetracyclones or acecyclones and 2-bromomaleimide to directly give the phthalimide framework by decarbonylation and deshydrobromation of the Diels-Alder adduct. This versatile and efficient methodology allowed us to introduce various functional groups on the aromatic cycles borne by the central ring, and thus, new NHTPPI analogs, along with N-hydroxydiarylacenaphthophtalimides, were obtained in only three to five steps. Axial chirality was underlined in the diarylacenaphtophtalimide family and resolution of enantiomers was carried out in one case, which opens a way to new chiral analogs of NHPI. The new N-hydroxyimides exhibit excellent performances as catalysts in aerobic oxidation, superior to NHPI and, in some cases, to NHTPPI

Thesis advisor: Amir H. HOveyda
Chapter 1: Ag-Catalyzed Enantioselective Vinylogous Mannich Reactions of Ketoimines Few catalytic methods have been reported for the enantioselective synthesis of N-substituted quaternary carbon stereogenic centers, typically the low reactivity of the electrophilic partner cannot be overcome. Herein, a silver-based catalyst is described which promotes highly site-, diastereo-, and enantioselective additions of siloxyfurans to ansidine-derived ketoimino esters. Mechanistic investigations, undertaken to elucidate the nature of the active silver-phosphine complex, supported the proposed origin for the anti-selective Mannich-type additions. Chapter 2: New Catalysts for the Enantioselective Cu-Catalyzed Additions of Allyl Groups to Phosphinoylaldimines The deficiencies in modern organic synthesis regarding the preparation of chiral molecules bearing amines, despite their incredible significance, are addressed. The development of a new method and catalyst for the preparation of enantiomerically enriched allyl-substituted alpha-chiral amines is described. Copper based catalysts bearing chiral C1-symmetric N-heterocyclic carbenes promote reactions between diphenylphosphinoyl aldimines and allyl boronic acid pinacol ester affording the homoallylic amines with high levels of efficiency and selectivity. Furthermore, the mechanistic rationale describing the selectivity patterns of the designed catalysts is analyzed. Chapter 3: NHC-Cu-Catalyzed Enantioselective Propargyl Group Additions to Phosphinoylaldimines The copper complex of a chiral N-heterocyclic carbene is found to be uniquely effective at promoting highly selective reactions of a commercially available allenylboron reagent and diphenylphosphinoyl aldimines. The enantiomerically enriched homopropargylic amines are exclusively afforded within an hour in the presence of as low as 0.25 mol % catalyst. The utility of the method is further demonstrated through the elaboration of the appended alkyne to difficult-to-access functionalities, highlighted by the synthesis of a key fragment for the preparation of the aza-epothilones, macrocyclic lactams which exhibit acute cytotoxicity. Chapter 4: Metal-Free Catalysts for Enantioselective Synthesis of Allenic Carbinols A metal-free catalyst, unique in structure and mechanism, is developed to address the remaining deficiencies in allyl addition chemistry, an area dominated by metal catalysis. The key organizational and enabling feature of the catalyst is a proton, a simple point charge which affects the facility of the C-C bond formation through electrostatic interactions. The unique alpha-selectivity delivered by the boron-based catalyst, a product of a catalytic cycle characterized by two gamma-selective allyl transfer processes, allows for the unprecedented synthesis of enantiopure allenyl-substituted tertiary alcohols. Moreover, the described transfomations can be performed in a matter of minutes with ˂0.5 mol % catalyst

6.1 INTRODUCCIÓ Des del 2001, el grup de Química Organometàl¿lica i Catàlisis Homogènia de la Universitat Jaume I, QOMCAT, dirigit pel professor Eduardo Peris, ha centrat els seus esforços en la investigació i desenvolupament de nous lligands de tipus carbè N-heterocíclics (NHCs) per a la preparació de catalitzadors metàl¿lics millorats. La versatilitat dels lligands de tipus NHC, a més de la fàcil preparació dels seus precursors (normalment sals d'azoli), han permès dissenyar una gran varietat de topologies i formes de coordinació. Dins d'aquest context, aquest grup va iniciar algunes línies d'investigació relacionades amb la 'Química Verda'. Així, nous complexos que contenien lligands NHC van ser sintetitzats per a la reducció de CO2 utilitzant iPrOH en lloc de H2, fent el procés més segur i respectuós amb el medi ambient. A més, la funcionalització de lligands NHC amb grups polars va permetre la síntesi de catalitzadors solubles en dissolvents sostenibles (aigua i glicerol),1-6 i també l'ús d'altres eines d'activació de calefacció d'energia alternativa (MW or US).4-5 Més recentment, el grup va reorientar els seus esforços en el disseny d'estructures rígides basades en lligands poli-NHC per a la preparació de catalitzadors homo- i heterometàl¿lics.7-10 Aquest tipus de policarbens poden estar units mitjançant sistemes rígids ¿-conjugats i poden ser capaços de comunicar electrònicament les unitats carbèniques. Aquesta característica dels complexos poli-NHC pot tindre molt d'interès per a la fabricació de dispositius electrònics moleculars a més de les importants millores catalítiques que pot implementar. A continuació s'inclou una breu ressenya sobre els avanços fets durant aquesta tesi doctoral: Disseny de catalitzadors per al desenvolupament de processos verds i síntesi de nous complexos basats en lligands imidazolilidè-piridilidè i poli-NHC. Els processos verds que decidírem estudiar són la reacció Suzuki-Miyaura d'acoblament C-C en aigua i l'alquilació d'amoníac amb alcohols primaris que transcorre a través d'un mecanisme de "préstec d'hidrogen", conegut més habitualment pel terme anglès Borrowing-Hydrogen. Les reaccions d'acoblament C-C catalitzades per metalls de transició són un dels mètodes més utilitzats per a la formació d'enllaços C-C, sent el pal¿ladi el metall més utilitzat per a desenvolupar aquest tipus de reaccions. Entre aquests processos, la reacció d'acoblament Suzuki-Miyaura, és a dir, l'acoblament entre un àcid arilborònic i un halur d'aril,11 és el protocol més utilitzat per a sintetitzar bifenils atesa la bona tolerància davant diferents grups funcionals. Per aquesta raò, trobar una alternativa més respectuosa amb el medi ambient per a dur a terme aquesta reacció és un repte per als investigadors en el camp de la catàlisi homogènia. Els processos catalítics que s'engloben sota el terme "Borrowing-Hydrogen" constitueixen un ampli ventall de reaccions en les que el nexe comú és determinat per la intermediació d'un catalitzador que serveix com a transportador d'hidrogen entre un parell de substrats.12-15 En una reacció típica de Borrowing-Hydrogen es produeix l'oxidació d'un substrat, normalment un alcohol (o una amina), per un catalitzador metàl¿lic que 'agafa com a préstec' dos àtoms d'hidrogen. Depenent si l'alcohol és primari o secundari, es generarà un aldehid o una cetona, respectivament. Aquests compostos de carbonil poden sofrir una àmplia gama de transformacions ja que poden reaccionar in situ per a donar imines, alquens i compostos de carbonil funcionalitzats. El catalitzador metàl¿lic, que havia agafat com a préstec l'hidrogen, el "torna" al nou compost, produint la seua reducció. Aquests processos catalítics compleixen el principi d'economia atòmica ja que, normalment, tots els àtoms dels substrats apareixen en els productes o, com a màxim, l'únic subproducte obtingut és H2O o NH3, per la qual cosa es consideren processos que contribueixen a la química verda. Els lligands de tipus imidazolilidè-piridilidè (C,C¿-imz-pyr) se formen com a conseqüència de la unió d'una unitat d'imidazolilidè i una unitat piridilidè. El primers complexos que presentaven aquest tipus de lligands (C,C¿-imz-pyr) foren descrits per Colbran,16 6.1 en Esquema 6.1. En els últims anys els lligands de tipus poli-NHC han donant lloc a una gran varietat de complexos polimetàl¿lics, amb diferents topologies que condueixen a l'obtenció de propietats catalítiques inusuals17-20 En aquest sentit, el nostre grup d'investigació ha descrit recentment lligands di- i tri-NHC amb sistemes ¿-electrònics conjuminats per a la preparació de compostos polimetàl¿lics millorats.8, 21 En particular, el lligand tri-NHC 6.2 (Esquema 6.2) va donar lloc a compostos que augmentaven la seua capacitat catalítica en comparació amb altres compostos mono metàl¿lics o tri metàl¿lics amb les mateixes característiques esteroelectròniques Hahn i col¿laboradors van ser els primers a descriure una estructura supramolecular metàl¿lica tridimensional que contenia exclusivament enllaços metall-NHC (6.3, Esquema 6.3).22 Aquesta estructura es va sintetitzar per reacció directa de dos lligands hexa-NHC amb Ag2O. En principi, aquest tipus d'estructures poden ser utilitzades com a caixes macromoleculars encercladores de molècules menudes neutres o iòniques i, per tant, funcionar com a detectors químics.23-28 En concret en el compost 6.3 es mostra la presència d¿un ió bromur a l¿interior de la caixa. 6.2 OBJECTIUS L'objectiu general d'aquesta tesi doctoral és la síntesi de catalitzadors homogenis amb propietats esteroelectròniques millorades. En aquest sentit, el treball es centra en la preparació i caracterització de nous complexos metàl¿lics amb diferents lligands de tipus carbè N-heterocíclic (NHC) o lligands anàlegs, l'estudi dels seus patrons de reactivitat i l'exploració de les seues propietats catalítiques. Els objectius concrets que se¿n deriven son els següents: ¿ Síntesi de complexos de pal¿ladi i iridi per al desenvolupament de processos verds. Principalment, s'intentaran realitzar reaccions catalítiques amb les condicions més respectuoses amb el medi ambient, utilitzant dissolvents no tòxics, amb la màxima economia atòmica i sense malbaratament d'energia. ¿ Estudi sistemàtic de la reactivat de lligands imidazolilidè-piridilidè mitjançant la seua coordinació a precursors de rodi i iridi. ¿ Disseny, síntesi i coordinació de lligands poli-NHC per a la preparació de complexos polimetàl¿lics amb estructures inusuals i altament simètriques. Estudi de les seues propietats electròniques. ¿ 6.3 DISCUSSIÓ DE RESULTATS 6.3.1 Síntesi de compostos de Pd(II) hidrofílics amb lligands NHC. Aplicacions catalítiques 6.3.1.1 Síntesi de compostos de Pd(II) hidrofílics amb lligands NHC L'Esquema 6.4, mostra els tres precursors dels lligands NHC, funcionalitzats amb cadenes sulfonatades, que han sigut utilitzats. El compost AH,3 ha sigut prèviament descrit en la bibliografia, mentre que, els compostos BH2 i CH2 s'han sintetitzat i caracteritzat per primera vegada al llarg del treball d'investigació que es presenta. A partir d'aquests lligands s¿han obtingut complexos de Pd(II) en els quals els lligands s'uneixen al metall de forma mono coordinada, quelat i pinça. Hem tractat que l'elecció d'aquest tipus de modes de coordinació donen lloc a un ampli conjunt de topologies de complexos de pal¿ladi NHC que ja han demostrat propietats catalítiques eficients en dissolvents orgànics.29-30 L'estratègia de metal¿lació utilitzada ha sigut l'ús d'una base dèbil incorporada en el precursor de pal¿ladi per a desprotonar els compostos d'imidazolilidè segons es mostra en l'Esquema 6.5. Els compostos d'imidazoli BH2 i CH2 junt amb els catalitzadors 1A-4C descrits en aquesta secció, han sigut sintetitzats per primera vegada al llarg del treball d'investigació que es presenta i han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN, espectrometria de masses i per anàlisi elemental. El complex 4C va ser sintetitzat, ja que la introducció d'un lligand piridina ha demostrat millorar l'activitat catalítica dels compostos amb els quals es coordina per efecte "PEPPSI".31-33 6.3.1.2 Aplicacions catalítiques Amb la finalitat d'avaluar les propietats catalítiques dels complexos hidrofílics preparats en l'apartat anterior, decidírem utilitzar-los en la reacció d'acoblament C-C de Suzuki-Miyaura en aigua, on un àcid arilborònic reacciona amb un halur d'aril per a donar un compost biarilat. Així, es va fer reaccionar l'àcid fenilborònic amb vuit halurs d'aril diferents (4-brom, i 4-cloracetofenona; 4-brom, i 4-clorbenzè; 4-brom, i 4-clortoluè; 4-brom, i 4-cloranisol), tal com es mostra en l'Esquema 6.6. Les reaccions es van fer en una mescla d'aigua/iPrOH (1:1) a 110ºC, amb 1 mol% de catalitzador i en presència de K2CO3. Els resultats obtinguts ens van permetre concloure que els compostos 1A i 3C són els més actius, ja que faciliten rendiments molt elevats en temps de reacció curts (4h, per als bromur d'aril i 12h, per als clorur d'aril). Però és el catalitzador 1A amb què obtenim els resultats més espectaculars quan utilitzem 4-bromacetofenona i 4-cloracetofenona, ja que obtenim rendiments superiors al 99% en 4h i 12h, respectivament. Els resultats catalítics obtinguts suggereixen que la presència del lligand piridina en el compost 4C no augmenta l'activitat catalítica d'aquest per efecte "PEPPSI" en comparació al catalitzador 3C. 6.3.2 Síntesi de compostos de Ir(III) amb lligands formamidina. Aplicacions catalítiques 6.3.2.1 Síntesi de compostos de Ir(III) amb lligands formamidina El lligand 1,3-bis(2,4,6-trimetilfenil)formamidina, D, va ser sintetitzat seguint el procediment descrit en la literatura34 i a partir d'aquest vam obtenir dos compostos diferents de 'IrCp*' depenent de la forma de coordinar-se d'aquest. Si el lligand D adopta coordinació monodentada s'obté el compost 5D, però si la coordinació es en forma quelat obtenim el compost 6D (Esquema 6.7). Aquests dos nous compostos, 5D i 6D, han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN, espectrometria de masses i per anàlisi elemental. Les estructures moleculars dels dos compostos han sigut confirmades mitjançant Difracció de Raigs X (DRX) sobre monocristall. 6.3.2.2 Aplicacions catalítiques En aquest cas, decidírem comprovar l'activitat catalítica dels compostos 5D i 6D en dues reaccions governades per processos de Borrowing-Hydrogen. En primer lloc començàrem amb la reacció de ß-alquilació d'alcohols secundaris amb alcohols primaris per a després estendre l'estudi de l'activitat catalítica dels dos complexos en una reacció més interessant, com és l'alquilació d'amoníac amb alcohols primaris. a) ß-Alquilació d'alcohols secundaris amb alcohols primaris Aquesta reacció es va dur a terme en condicions de màxima economia atòmica, és a dir, intentant que tots els materials utilitzats com a reactius s'incorporen als productes. Així, tal com es mostra en l'Esquema 6.8, es va fer reaccionar una mescla equimolecular de l'alcohol primari, alcohol secundari i una base (KOH), en presència de 0.1-1 mol% de catalitzador en toluè a 100ºC. La reacció pot donar lloc a dos productes, l'alcohol alquilat i/o la cetona alquilada. La reacció es va dur a terme utilitzant 2-feniletanol com a alcohol secundari i quatre alcohols primaris diferents (bencilalcohol, butanol, 3-clorbencilalcohol i 4-clorbencilalcohol), utilitzant els catalitzadors 5D i 6D. Els resultats obtinguts van permetre concloure que 5D és molt més eficient que 6D, tant en termes de conversió cap als productes finals com en selectivitat cap a l'alcohol ß-alquilat. El catalitzador 5D també és molt actiu fins i tot a concentracions de 0.1 mol%, sobretot quan utilitzem bencilalcohol i 4-clorbencilalcohol. Els resultats catalítics obtinguts suggereixen que el grup NH en el lligand formamidina del complex 5D aporta un 'efecte NH'35-36 cooperatiu fent que aquest compost siga més actiu que 6D. b) Alquilació d'amoníac amb alcohols primaris En primer lloc vam comparar l'activitat catalítica de [IrCp*Cl2]2, el catalitzador d'Shvo i els nous compostos 5D i 6D. Com es mostra en l'Esquema 6.9, per a dur a terme la reacció es va fer reaccionar diferents sals d'amoni amb bencilalcohol a 110 o 130ºC, utilitzat diverses carregues de catalitzador, en presència d'un 3 mol% de NaHCO3 i amb proporcions de bencilalcohol/sal d'amoni de 3:1 o 3.6:1. El complex 5D i el catalitzador d'Shvo mostraren excel¿lents resultats catalítics en l'alquilació de la sal d'amoni NH4OAc per a obtindre trifenilamina, en comparació amb els resultats obtinguts amb [IrCp*Cl2]2 i el complex 6D sota les mateixes condicions de reacció. A més, 5D va ser moderadament actiu en l'alquilació del NH4OH. Tenint en compte les dades anteriors, decidírem ampliar l'abast del catalitzador d'Shvo i el complex 5D, estudiant la seva activitat catalítica davant una varietat d'alcohols primaris. Tal i com es mostra en l'Esquema 6.10, l'alquilació de sals d'amoni amb diferents alcohols primaris es va dur a terme a 130 o140ºC, utilitzant carregues de catalitzador d'1, 3 i 5 mol%, en presència de KOH o sense base i amb proporcions d'alcohol primari/sal d'amoni de 3.6:1 o 6:1. En aquest cas la reacció pot donar lloc a diferents amines, segons l'alcohol primari utilitzat (4-clorbencilalcohol, 3-clorbencilalcohol, 4-metilbencilalcohol, 1-hexanol, 1-butanol i 1-ciclohexanol). Els resultats obtinguts ens van permetre concloure que amb el catalitzador 5D s'obtenen resultats catalítics extraordinaris, sobretot quan utilitzem bencilalcohol, però, la seua eficiència baixa quan utilitzem alcohols alquílics. La activitat del catalitzador d'Shvo és en la majoria del casos més elevada, mostrant així la gran aplicabilitat d'aquest catalitzador exepcional. A la vista dels resultats obtinguts en les dues reaccions governades per processos de Borrowing-Hydrogen, i tal com havíem comentat anteriorment, creiem que la presència del grup NH en el lligand formamidina del complex 5D està incrementant l'activitat catalítica d'aquest davant el complex 6D i [IrCp*Cl2]2. Aquet 'efecte NH' pot estar facilitant la deshidrogenació de l'alcohol primari per a passar a aldehid en el primer pas del cicle catalític,37 d'una manera similar a les observacions descrites per Noyori en les reaccions d'hidrogenació de cetones.35-36 6.3.3 Síntesi de compostos de Rh(III) i Ir(III) basats en lligands imidazolilidè-piridilidè i estudi de la seua reactivitat no convencional Durant aquesta tesi doctoral també ens vam interessar en la síntesi de compostos de rodi i iridi amb lligands imidazolilidè-piridilidè (C,C¿-imz-pyr) coordinats en forma quelat. A més d'obtenir els compostos di-NHC esperats, també es varen sintetitzar una sèrie de compostos amb els lligands reordenats en formes poc convencionals. L'estudi d'aquests nous compostos amb lligands C,C¿-imz-pyr ofereix una bona oportunitat per a comparar les diferències estructurals i de reactivitat d'aquests complexos depenent del tipus de la coordinació del carbè (normal, abnormal o remota), tant del imidazolilidè com del piridilidè. L'Esquema 6.11 mostra les diferents sals precursores dels lligands C,C¿-imz-pyr que han sigut utilitzades. Totes aquestes sals s'han sintetitzat i caracteritzat, per primera vegada, al llarg del treball d'investigació que es presenta. 6.3.3.1 Síntesi i caracterització dels complexos [MI2(C,C'-imz-pyr)(CH3CN)2]+ (M = Rh, Ir) En primer lloc, vam obtenir una sèrie de complexos de tipus [MI2(C,C'-imz-pyr)(CH3CN)2]+ (M = Rh, Ir) (Esquema 6.13). L'estratègia sintètica per a sintetitzar estos compostos va consistir a fer reaccionar la sal d'imidazoli-piridini corresponent, [EH2]I2-[JH2]I2, amb el precursor metàl¿lic [MCl(diolefina)]2 (M = Rh, Ir; diolefina = COD, NBD) i KI en CH3CN a 65ºC durant 12h. Com a exemple la síntesi del compost 7E es mostra en l'Esquema 6.12. Les noves sals d'imidazoli-piridini, [EH2]I2-[JH2]I2, i els nous complexos metàl¿lics de Rh(III) i Ir(III), 7E-16I, descrits en aquesta secció han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN, espectrometria de masses i per anàlisi elemental. Les estructures moleculars dels complexos 11F, 14G i 15I han sigut confirmades mitjançant Difracció de Raigs-X sobre monocristall. L'avaluació de l'espectroscòpia de RMN d'aquests complexos revela algunes característiques que interessa mencionar. Pel que fa a l'espectroscòpia 13C RMN d'aquests compostos, es va observar que les freqüències degudes als carbens dels piridilidens decreixen en l'ordre: remot, normal, abnormal, per al rodi, i remot, abnormal per a l'iridi. Rodi: remot (¿c = 183.9) > normal (¿c = 175.7) > abnormal (¿c = 169.3) Iridi: remot (¿c = 164.7) > abnormal (¿c = 160.8) L'anàlisi de les longituds d'enllaç en les estructures moleculars del compostos 11F i 15I (Esquema 6.14) en han permès constatar que els piridilidens aporten una influència trans major que els imidazolilidens, com ja han suggerit altres grups d'investigació.38-39 6.3.3.2 Síntesi i caracterització dels complexos [MCp*I(C,C'-imz-pyr)]+ (M = Rh, Ir) Decidírem estendre la coordinació dels lligands derivats de les sals, [EH2]I2, [GH2]I2 i [IH2]I2, a altres precursors metàl¿lics com són [MCp*Cl2]2 (M = Rh, Ir) i una sèrie de compostos [MCp*I(C,C'-imz-pyr)]+ (M = Rh, Ir) foren sintetitzats (Esquema 6.16). L'estratègia sintètica per a sintetitzar estos compostos és similar a la utilitzada anteriorment, però en aquest es va afegir base i es va calfar a 90ºC durant 12h. Com a exemple la síntesi del compost 17E es mostra en l'Esquema 6.15. Els nous complexos metàl¿lics de Rh(III) i Ir(III), 17E-24I, descrits en aquesta secció han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN, espectrometria de masses i per anàlisi elemental. Les estructures moleculars dels complexos 18E, 19E, 20E, 22G i 23I han sigut confirmades mitjançant Difracció de Raigs-X sobre monocristall. Els compostos 20E, 22G i 23I presenten reactivitats molt inusuals. En el cas de 20E, l'imidazolilidè esta coordinat al centre metàl¿lic mentre que el piridilidè esta acoblat a l'anell de Cp*, així s'obté un anell Cp* funcionalitzat amb un imidazolilidè penjant. Pel que fa al compost 22G, a més de l'activació C-H esperada del CH3 del C2 de l'imidazoli un acoblament reductiu entre el Cp* i l'anell de piridini te lloc. Tant en el cas del complex 20E com per a 22G, creiem que aquests dos compostos se generen via la formació d'un intermedi de tetrametilfulvè de rodi. Tal com s'ha descrit per a compostos amb reactivitats similars.40-45 El compost 23I és un dímer d'iridi en el qual l'obertura de l'anell d'imidazoli ha tingut lloc com a conseqüència de la hidròlisi de l'imidazolilidè. La hidròlisi de carbens no és un fet tant estrany i ha sigut descrit en més ocasions.46 En el nostre cas, a banda de l'obertura de l'anell d'imidazolilidè, es produeixen altres reorganitzacions que tenen a veure amb la descarboxilació de l'aldehid per a generar el lligand carbonil i el lligand imino. 6.3.4 Síntesi de compostos de Rh(I) Ag(I) i Au(I) basats en lligands poli-NHC Durant aquesta tesi doctoral, també hem centrat els nostres esforços en sintetitzar compostos que contenen lligands poli-NHC. En primer lloc, varem sintetitzar i coordinar un lligand tri-NHC amb una estructura central basada en un tribenzotriquinacè (TBTQ) i amb simetria C3v a Rh(I). La segona família de compostos es va obtenir a partir de dues sals d'hexa-imidazoli, els lligands derivats d'elles es varen coordinar a Ag(I) obtenint complexos amb sis àtoms de plata en forma cilíndrica. Els compostos d'or anàlegs també es varen obtenir mitjançant transmetal¿lació. 6.3.4.1 Síntesi i caracterització del complex de Rh(I) amb el lligand tri-NHC-TBTQ L'estratègia sintètica per a preparar compostos amb lligands poli-NHC comença amb l'aminació múltiple de Buchwald-Hartwig de molècules poliaromàtiques amb bromurs adjacents. Aquesta metodologia ha sigut utilitzada per Bielawski i col¿laboradors i nosaltres aplicàrem aquesta metodologia a hexabromtribenzotriquinacè 6.547 (Esquema 6.17). D'aquesta manera, tal com es mostra en l'Esquema 6.17, el compost 6.5 reacciona amb tert-butilamina (tBuNH2) en presència de [Pd(OAc)2], IPr¿HCl i NaOtBu en toluè a 115ºC, per a donar hexaaminotribenzotriquinacè, hexaNH2-TBTQ, que posteriorment es ciclat amb trietilortoformat (HC(OEt)3) en presència de HBF4 a 80ºC, obtenint-se la sal [KH3](BF4)3. Aquesta sal es desprotonada amb KHMD en THF a 0ºC, i amb la posterior addició de [RhCl(COD)]2 a temperatura ambient s'obté el complex 25K que es purificat mitjançant cromatografia de columna. Els nous compostos, hexaNH2-TBTQ, [KH3](BF4)3 i 25K, descrits en aquesta secció han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN i espectrometria de masses. L'estructura molecular de [KH3](BF4)3 ha sigut confirmada mitjançant Difracció de Raigs-X sobre monocristall. 6.3.4.2 Síntesi i caracterització de complexos de Ag(I) i Au(I) amb lligands hexa-NHC Amb la finalitat d'augmentar el nombre d'estructures supramoleculars generades a partir de lligands poli-NHC, pensàrem que les sals 1,2,3,4,5,6-hexa(N-alquil imidazoli)benzè [LH6](OTf)6 i [MH6](BF4)6 (alquil = Me i Et, respectivament) (Esquema 6.18), podrien ser bones precursores. Aquestes sals s'obtenen a partir de l'alquilació de hexa(imidazol-1-il)benzè amb metil trifluorometasulfonat per a donar [LH6](OTf)6, o amb trietiloxoni tetrafluoroborat per a donar [MH6](BF4)6 (Esquema 6.18). La reacció d'aquestes dues sals amb Ag2O en CH3OH a 50ºC dona lloc als corresponents complexos cilíndrics, 26L i 27M, que contenen sis centres de Ag(I). Els compostos anàlegs d'or, 28L i 29M, s'obtenen mitjançant la reacció de 26L i 27M en CH3OH a 50ºC i en presència de AuCl(SMe2) (Esquema 6.18). Les noves sals, [LH6](OTf)6 i [MH6](BF4)6 i els nous complexos 26L, 27M, 28L i 29M, descrits en aquesta secció han sigut caracteritzats per espectroscòpia d'RMN i espectrometria de masses. L'estructura molecular de 28M ha sigut confirmada mitjançant Difracció de Raigs-X sobre monocristall. ¿ 6.4 CONCLUSIONS En aquesta tesi doctoral s'han obtingut una sèrie de complexos de pal¿ladi amb lligands NHC hidrofílics i complexos d'iridi amb el lligand formamidina. Aquests complexos han sigut avaluats en processos verds com són la reacció Suzuki-Miyaura d'acoblament C-C en aigua i les reaccions governades per processos de Borrowing-Hydrogen: ß-alquilació d'alcohols secundaris amb alcohols primaris i alquilació d'amoníac amb alcohols primaris. El compost 3C ha sigut el més actiu en la reacció Suzuki-Miyaura d'acoblament C-C en aigua i el compost 5D, junt amb el catalitzador d'Shvo, han presentat les millors activitats en les reaccions governades per processos de Borrowing-Hydrogen. Durant aquesta tesi doctoral, també s'han sintetitzat compostos de Rh(III) i Ir(III) amb lligands imidazolilidè-piridilidè que han presentat reactivitats molt inusuals. La comparació entre els diferents compostos obtinguts ens ha permès determinar que els piridilidens ocasionen un major efecte trans que els imidazolilidens. Finalment, s'han sintetitzat dos lligands nous poli-NHC per a la preparació de complexos polimetàl¿lics amb estructures altament simètriques. La possibilitat de preparar complexos homo-polimetàl¿lics suggereix que prompte podrem trobar la via per a sintetitzar espècies hetero-polimetàl¿liques. Per la nostra experiència, aquests complexos solen ser potencialment útils per al disseny de nous processos catalítics tàndem. A més, una de les propostes que ens hem plantejat és la combinació dels lligands piridilidens amb estructures politòpiques que obri una nova línea d'investigació dins del camp dels carbens N-heterocíclics.

Synthèse et étude de nouveaux NHC-Boranes pour leurs propriétés énergétiques et leurs rôles en tant que photo co-amorceurs pour la photopolymérisation en émulsion.Depuis la première synthèse de complexes N-Hétérocycliques Boranes (NHC-Borane) stables en 1993, une étude plus générale de propriétés et réactivité n’a débuté que dans le milieu des années 2000. Les domaines d’applications de ces composés qui sont des paires de Lewis vont de la synthèse organique (agent réducteur, hydroboration de liaisons multiples) en passant par la chimie radicalaire (remplacement de l’hydrure de tributylétain, hydroboration) ou même en tant qu’amorceur ou co-amorceur de polymérisations.L’objet de cette thèse était d’étendre l’application des NHC-Boranes dans deux domaines précis. Un premier axe porte sur les propriétés hypergoliques amenées par leurs structures inédites. Un second est consacré à l’amorçage de réactions de polymérisations en émulsion et l’obtention de particules hybrides sous irradiation visible.Nous avons choisi et synthétisé de nouvelles cibles polyazotées qui ont montré des propriétés énergétiques potentiellement intéressantes pour l’usage de NHC-Boranes en propulsion solide. L’étude mis en évidence des différentes de réactivités en fonction du squelette du carbène utilisé. De plus, un nouveau type de carbène borane pouvant être utilisé dans différents domaines a été synthétisé.Nous avons aussi amélioré la compréhension du système de photoamorçage déjà proposé en polymérisation en émulsion dans le visible. Des points clés, sur la conception du système et du réacteur ont été améliorés. Nous avons aussi pu remplacer le tensioactif utilisé pour proposer la première photopolymérisation en émulsion Pickering. Il en résulte des latex stables, composés de particules hybrides pouvant former des films potentiellement anti-UV. L’excitation dans le visible, pourrait être utilisée dans le but de réduire les coûts énergétiques et même former d’autres particules inédites en évitant la dégradation de composés thermo ou UV-sensibles
Study and synthesis of new NHC-Boranes usable as hypergolic fuels and as photo co-initiators for radical emulsion photopolymerizationsThe first N-Heterocyclic Carbene Borane complex (NHC-Borane) was synthetized in 1993, but we had to wait until the mid-2000s before chemists investigated their properties and reactivity. The applications of NHC-Boranes range from organic chemistry (where they are used as reducing agents or for the hydroboration of multiple bonds) to radical chemistry (as replacement of te tributyltin hydride) and radical polymerizations (initiators and co-initiators). We designed and synthetized new Nitrogen-rich NHC-Boranes. The latter are hypergolic and might serve as fuels for solid propulsion. We managed to synthetize several new classed of NHC-Borane which was or could be used in different fields. We also deepened our understanding of the visible light-induced emulsion polymerization, where the NHC-Boranes serve as co-initiators. We could optimize the process and then replaced the surfactant by an inorganic sol to propose the first Pickering emulsion photopolymerization. Stable latexes of hybrid particles have been generated which might be used as sunscreen films, to reduce the energetic footprint of the reactions and/or to access particles made of heat- or UV-sensitive materials

Compte tenu du développement continu de nouveaux complexes organométalliques, il est impératif de trouver des alternatives aux méthodes de synthèses classiques qui utilisent des solvants toxiques, des températures de réaction élevées et qui ne conduisent pas toujours aux complexes souhaités avec de bons rendements. L’utilisation de broyeurs billes pour la synthèse de complexes NHC-métal (argent et cuivre tout particulièrement) et de leurs précurseurs a permis le développement de méthodes efficaces, générales, rapides et présentant un impact environnemental plus faible que les méthodes classiques en solution. Ces méthodes permettent aussi de donner accès à des molécules d’intérêts, difficilement synthétisables par voie classique. De nombreux complexes jusqu’alors jamais reportés dans la littérature ont ainsi pu être formés. Ces complexes ont démontré leur efficacité en tant que catalyseur dans la réaction de A3 pour la formation d’amines propargyliques
Due to the constant increase of publications reporting new organometallic complexes, it becomes urgent to develop alternative synthetic methods to the classical ones that use toxic solvents, high reaction temperatures and that do not always lead to the desired complexes in good yields. The use of ball-mills for the synthesis of NHC-metal complexes (silver and copper in particular) and their precursors has enabled the development of efficient, general, quick and more sustainable methods. These methods give an access to interesting compounds, difficult to synthesize using another pathway. Numerous complexes never reported in the literature were also formed. These complexes have demonstrated their efficiency as catalysts in the A3 reaction to form the propargylamines

L'utilisation de métaux confinés dans des cavité est un outil intéressant dans le domaine de la catalyse en milieu confiné. Grâce à la forme conique des cyclodextrines (CD), la synthèse des NHC-pontées dérivés (ICyD) a été étudié. L’étude commence par la synthèse et la caractérisation de dérivés de Au(I) dans la cavité de la y-ICyD. Au cours de la synthèse, la formation d'un complexe AuCl3 plan carré (y-ICyD) a été observée. Celui-ci a conduit à la synthèse de complexes Au(III), Pd(II) et Pt(0) complexés par les ⍺-, β- et γ-CDs. Les structures 3D des complexes ont pu être modélisées grâce à l’étude des protons situés à l’intérieur de la cavité en RMN, en utilisant les interactions faibles (H-X ou H-M). Les propriétés chimiques des complexes Au(I) et Pd(II) ont été étudiées en voltamétrie cyclique. Ces complexes se sont révélés être les premiers complexes non silencieux à l’intérieur de la cavité d’une CD. L’utilisation des complexes (ICyD)AuCl dans une réaction de cycloisomérisation d’ényne a révélé que ces composés étaient des ligands efficaces en catalyse énantioselective. Les complexes confinés de (β-ICyD) à base de Pd ont été étudiés dans une réaction monoarylation sélective d'amines ainsi que dans une homoallylation d’aldéhydes aromatiques, sélective en fonction de la taille du substrat
The use of mononuclear confined metals inside discrete molecular pockets was proved to be a powerful tool in the confined catalysis field. Due to the conical shape of cyclodextrins (CD), these macrocycles are perfect candidates for the synthesis and applications of confined metals. In this work, the synthesis of NHC-capped cyclodextrins (ICyD) complexing metal centers inside the cavity was studied. The discussion starts with the synthesis and characterization of Au(I)-derivatives inside the y-ICyD cavity. During the synthesis, the formation of the square planar complex, (y-ICyD)AuCl3, was observed. This unexpected product led to the synthesis Au(III), Pd(II) and Pt(0) complexes in ⍺-, β- and y- CDs. Supported by the effects of the weak interactions on the intra-cavity protons in the NMR, the 3D structures of the complexes were modeled. The electrochemical properties of the Au(I) and Pd(II) complexes were studied by cyclic voltammetry, being the first non-silent complexes inside a CD cavity. The catalytic applications of the CD-based complexes were also studied. The chiral ICyD skeleton was proved to be an efficient ligand in an enantioselective Au-catalyzed enyne cycloisomerization. The introverted (β-ICyD)Pd complexes were found to be efficient catalysts for a selective monoarylation of amines, as well as, size-selective catalysts in a homoallylation of aromatic aldehydes

Since C^C* cyclometalated Pt(II) complexes with N-heterocyclic carbene (NHC) ligands have been identified as potential emitter materials in organic light-emitting devices (OLEDs), very promising results regarding quantum yields, colour and stability have been presented. Herein, we report on four nitrile substituted complexes with a chelating NHC ligand (1-(4-cyanophenyl)-3-isopropyl-1H-benzo[d]imidazole or 4-(tert-butyl)-1-(4-cyanophenyl)-3-methyl-1H-imidazole) and a bidentate monoanionic auxiliary ligand (acetylacetone or dimesitoylmethane). The complexes have been fully characterized including extensive 2D NMR studies (COSY, HSQC, HMBC, NOESY, 195Pt NMR), three of them also by solid-state structures. Photophysical measurements in amorphous PMMA films and pure emitter films at room temperature reveal the impact of the mesityl groups in the auxiliary ligand, which led to a significant increase of the quantum yield, while the decay lifetimes decreased. The electron withdrawing nitrile groups shift the emission towards blue colour coordinates.

Et kiralt triazoliumbasert N-heterosykliskkarben-salt (NHC) 1 har blitt fremstilt fra L-fenylalanin 2 og fenylhydrazinhydroklorid 12 i en synteserute som går over fem trinn, og med et totalutbytte på 10%. NHC-salt 1 er blitt testet som organokatalysator i en sykliseringsreaksjon mellom aldehyd 4 og keton 5. Produktet, butyrolakton 6, ble dannet i et trans/cis-forhold på 59:41, og med et enantiomert overskudd på henholdsvis 10% og 19% for trans- og cis-forbindelse 6a og 6b.NHC-salt 1 ble testet som ligand i en gullkatalysert syklopropaneringsreaksjon. Gullkatalysator 15a og 15b ble syntetisert fra NHC-salt 1 og 16 ved hjelp av Ag2O og AuCl(Me2S) i et utbytte på henholdsvis 82% og 85%. Syklopropaneringsreaksjon mellom alkyn 18 og alken 19 ga syklopropylforbindelse 20 i et trans/cis-forhold på 41:59 for gullkatalysator 15a og 38:62 for gullkatalysator 15b. Gullkatalysator 15a ga et enantiomert overskudd på 8% og 6% for henholdsvis trans- og cis-forbindelse 20a og 20b. Gullkatalysator 15b ga et enantiomert overskudd på 10% og 9% for de samme forbindelsene. Dette er første gang en kiral triazolbasert NHC-gullkatalysator har blitt brukt i asymmetrisk syntese.