Добірка наукової літератури з теми "Complexes diazotés"

N2 est l’élément le plus abondant dans l’atmosphère (78%). Sa fonctionnalisation en ammoniac est une des transformations majeures de la chimie. En effet, le procédé industriel Haber-Bosch, utilisant des catalyseurs hétérogènes, permet de fabriquer environ 200 millions de tonnes/an de NH3. Il est par ailleurs le 2ème procédé le plus couteux énergétiquement au monde. Cette raison a encouragé les chimistes à développer de nouveaux systèmes homogènes à base de complexes métalliques, capables de fonctionnaliser N2 dans des conditions plus douces. Le but de ma thèse s’inscrit dans cette démarche. Notre approche est mécanistique. Elle se base sur l’obtention de complexes moléculaires de N2, et de leur fonctionnalisation, étape par étape, afin de développer à terme des processus catalytiques, les plus efficaces possibles. Ainsi, nous avons découvert qu’un fragment métallique insaturé, de type (PPP)Mo(I) où PPP est un ligand tridente neutre, non seulement favorise la coordination de N2, mais aussi permet sa réduction à 6 électrons pour conduire au complexe nitrido (PPP)Mo(I)(N) correspondant. Nous nous sommes intéressés à développer des méthodes synthétiques pour créer trois types de liaisons :N-Si, N-B et N-C. Ainsi, le caractère nucléophile du N permet la réaction avec divers électrophiles organiques R3SiCl, R3SiH, R2BCl, R2BH, RI et RCOCl. Les réactions se passent dans des conditions très douces, et les produits organiques et inorganiques ont été caractérisés et isolés avec de très bons rendements. Dans une deuxième partie, nous avons pu étendre la réaction stœchiométrique de formation de liaisons N-B à une version catalytique, grâce à l’utilisation d’une source extérieure d’électrons. Ce type de réactivité était inconnu dans la littérature<br>N2 is the most abundant element in earth’s atmosphere (78%). Its functionalization into ammonia is one of the most important transformations in chemistry. The industrial Haber-Bosch process, using heterogeneous catalysts, produces around 200 million tonnes/year of NH3. It is the second most energetically demanding process in the world. This has encouraged chemists to develop new homogenous systems based on metal complexes, capable of functionalizing N2 under milder conditions. The goal of my thesis is part of this process. Our approach is mechanistic. It is based on obtaining molecular complexes of N2, and their stepwise functionalization, in order to develop novel catalytic processes, the most efficient possible. Thus, we discovered that an unsaturated metal fragment, of type (PPP)Mo(I) where PPP is a neutral tridentate ligand, not only promotes the coordination of N2, but also allows its 6 electrons reduction to the corresponding nitrido complex (PPP)Mo(I)(N). We are interested in developing synthetic methods to create three types of bonds: N-Si, N-B and N-C. Moreover, the nucleophilic nature of N allows reactivity with various organic electrophiles such as R3SiCl, R3SiH, R2BCl, R2BH, RI and RCOCl. The reactions take place under very mild conditions, and the organic and inorganic products have been characterized and isolated in very good yields. In a second part, we were able to extend the stoichiometric reaction of N-B bond formation to a catalytic process, using an external source of electrons. This type of reactivity was previously unknown in the literature

L'activation et la fonctionnalisation du diazote atmosphérique sont parmi les challenges les plus importants de la chimie moderne, motivés par le besoin de s'affranchir de l'utilisation du procédé Haber-Bosch. En effet, celui-ci est utilisé pour la synthèse industrielle d'ammoniac dont l'agriculture actuelle dépend et est très couteux en énergie. Le but de ce travail de doctorat a été la synthèse de nouvelles paires de Lewis frustrées à partir de différents complexes de diazote du groupe 6 et de boranes pour permettre l'activation du diazote et sa fonctionnalisation en conditions douces. La première partie de ce manuscrit présente la synthèse de paires de Lewis frustrées entre des complexes de diazote au molybdène et au tungstène et le tris(pentafluorophényl)borane. Des essais de fonctionnalisation du diazote s'inspirant de la chimie des paires de Lewis frustrées et ayant conduit à la formation de liaison N-B et N-Si sont décrits dans cette partie. L'addition oxydante du dihydrogène sur les centres métalliques, conduisant à des complexes heptacoordinés, a notamment été démontrée pour ces paires de Lewis originales. Dans le second chapitre, la réaction des mêmes complexes de diazote au molybdène et tungstène avec le borane de Piers nous a permis de mettre à jour la première addition 1,3 d'une liaison B-H sur un motif M-N≡N. Ce résultat a pu être étendu à d'autres hydroboranes par l'utilisation rationnelle d'une quantité catalytique de borane de Piers. Le dihydrogène a également pu être activé par un complexe spécifique dans ce chapitre. Enfin, un complexe nitrure de molybdène a été préparé afin de l'utiliser comme base de Lewis dans un système paire de Lewis frustrée. Ces expérience, abordées dans le troisième chapitre, ont conduit à la formation de deux adduits qui ont pu être impliqué dans des réactions permettant la formation de liaison N-B et N-Si<br>Molecular nitrogen activation and functionalization are among the most important challenge in modern chemistry, motivated by the need to freeing us from the use of the Haber-Bosch process. Indeed, this process used for the industrial synthesis of ammonia of which current agriculture depend and is strongly energy demanding. The goal of this Ph.D. work was the synthesis of new frustrated Lewis pair form different group 6 dinitrogen complexes and boranes to enable dinitrogen activation and its functionalization in mild conditions. The first part of this manuscript presents the synthesis of frustrated Lewis pairs between molybdenum and tungsten dinitrogen complexes and tris(pentafluorophenyl). Attempts of functionalization of dinitrogen inspired from the frustrated Lewis pair chemistry and leading to formation of N-B and N-Si bonds are described in this part. The oxidative addition of dihydrogen onto metallic centres, leading to heptacoordinated complexes, was substantially demonstrated for those original Lewis pairs. In the second chapter, the reaction of the same molybdenum and tungsten dinitrogen complexes with the Piers' borane enabled us to uncover the first 1,3-addition of the B-H bond on a M-N≡N unit. This result could be extended to other hydroboranes by the rational use of a catalytic amount of Piers' borane. Dihydrogen was also activated by a specific complex in this chapter. Finally, a molybdenum nitride complex was prepared in order to use it as a Lewis Base in a frustrated Lewis pair system. These experiments, discussed in the third chapter, led to the formation of two adducts that could be involved into reactions enabling the formation of N-B and N-Si bonds

L'activation et la fonctionnalisation du diazote atmosphérique sont l'un des enjeux les plus importants de la chimie moderne. Celles-ci mènent à la formation industrielle d'ammoniac par le procédé Haber-Bosch, indispensable à l'agriculture actuelle. La forte demande énergétique de cette transformation a donc motivé la recherche académique pour découvrir de nouveaux catalyseurs capables de travailler dans des conditions plus douces, en s'inspirant des enzymes nitrogénases. Le but principal de ce travail doctoral a donc été la synthèse et l'étude de complexes de fer à bas degré d'oxydation portant un ligand triphosphine pouvant catalyser la formation d'ammoniac ou de silylamines à partir du diazote. Ce travail expérimental a été appuyé par des calculs théoriques grâce à l'utilisation de la DFT afin de pouvoir rationaliser les résultats obtenus. La première partie de ce manuscrit présente la synthèse des précurseurs métalliques utilisés ainsi que les premiers essais de réduction en utilisant des réactifs de Grignard. Au cours de celle-ci la formation d'un complexe de Fe0 bis-diazote a été prouvée. Sa synthèse de manière efficace et sa réactivité furent étudiées dans une deuxième partie. Ce complexe est l'un des rares catalyseurs au fer de la formation d'ammoniac en phase homogène, ainsi que l'un des plus actifs pour la formation de la silylamine N(TMS)3. En plus de cela, ce Fe0 est capable de déshydrogéner une partie de son ligand alcane ainsi que d'activer une autre molécule d'intérêt, le phosphore blanc. Cette nouvelle transformation entraîne la formation du premier complexe de fer cyclo-P4 terminal jamais rapporté et est abordée dans une troisième partie. Enfin, différents complexes portant à la fois un ligand diazote et des hydrures ont été étudiés au vu de leur pertinence par rapport à la nitrogénase. Cette partie a également permis d'utiliser un nouveau système basé sur un ligand de type PCP, dont la formation de la forme carbénique est possible par une double activation C-H grâce à un intermédiaire de Fe0<br>Molecular nitrogen activation and functionalization are one of the most challenging topic in modern chemistry. The industrial formation of ammonia by the Haber-Bosch process, essential for current agriculture, is the starting point of this field. Indeed, the strong energetic need of this transformation has motivated academic research to find catalyst that can work in milder conditions as observed with nitrogenase enzymes. The principal goal of this Ph.D. work was the synthesis and the study of low oxidation states iron complexes bearing triphosphine ligand for the catalytic formation of ammonia and silylamines. This experimental work was supported by theoretical calculation using DFT in order to rationalize and understand the different results. The first part of this manuscript presents the metallic precursors synthesis and the first reduction attempts using Grignard reagents. During this part, the formation of an interesting Fe0 bis-dinitrogen complex was observed. Its efficient synthesis and reactivity was studied in a second part. This complex is one of the few homogeneous iron catalysts able to perform the formation of ammonia and one of the most active for N(TMS)3 formation. Furthermore, this Fe0 center is able to dehydrogenate an alkane part of its ligand and activate another small molecule of interest, white phosphorus. This new reaction leads to the firs example of the formation of an end-deck iron cyclo-P4 complex and is the subject of the third part. Finally, several iron complexes bearing dinitrogen and hydride ligand were studied in relevance with the nitrogenase enzyme. This part was an opportunity for a change toward a PCP-type ligand. The carbenic form of this ligand was reachable by double C-H activation at an intermediate Fe0 center