Ce travail de recherche, mené dans le cadre d’une thèse en chimie organométallique, s’inscrit dans un projet visant initialement à développer de nouveaux catalyseurs à base de métaux du groupe VI pour le stockage d’hydrogène via des liquides organiques porteurs d’hydrogène. Cependant, des défis rencontrés lors de la première année, notamment dans la reproduction des résultats de la littérature sur la déshydrogénation catalytique, ont conduit à réorienter le sujet vers l’hydrogénation catalytique de substrats organiques à partir de complexes de molybdène dotés de ligands pinceurs ou polyhydrures.
Le premier chapitre explore l’histoire de l’hydrogénation catalytique, soulignant son importance industrielle et la nécessité de remplacer les métaux rares et coûteux par des alternatives plus accessibles. Les ligands pinceurs, grâce à leurs propriétés uniques, sont identifiés comme une solution prometteuse pour stabiliser des métaux moins onéreux, tels que le molybdène dans ce manuscrit.
Dans le second chapitre, l'attention est portée sur les ligands tridentates 2,6-Bis(1H-pyrazol-3-yl)pyridine (bpp), reconnus pour leur capacité à stabiliser la sphère de coordination des complexes métalliques du bloc d. Deux séries de complexes de molybdène sont synthétisées et caractérisées : des complexes-nitrosyles neutres de degré d'oxydation 0 et une nouvelle famille de complexes heptacoordinés de degré d’oxydation II. La réactivité de la famille de complexes, notamment par la double protonation des ligands bpp, est étudiée en vue de leur application en hydrogénation catalytique.
Le dernier chapitre aborde un projet connexe axé sur des complexes polyhydrures de molybdène. Deux complexes cationiques polyhydrures sont synthétisés et testés pour l’hydrogénation catalytique homogène de substrats organiques. L’étude inclut l’optimisation des conditions expérimentales, l’exploration des limites et des exemples d’applications, ainsi que la proposition d’un cycle catalytique basé sur les résultats obtenus. Ce travail ouvre des perspectives pour développer de nouveaux systèmes catalytiques basés sur le molybdène et explorer des substrats plus complexes, notamment d’intérêt pharmaceutique.
En conclusion, cette recherche met en lumière le potentiel des complexes de molybdène pour des applications en hydrogénation, offrant des alternatives viables aux catalyseurs basés sur des métaux rares et coûteux. |
This research work, conducted as part of a PhD in organometallic chemistry, originates from a project initially aimed at developing new group VI metal-based catalysts for liquids organics hydrogen carriers (LOHC). However, challenges encountered during the first year, particularly in reproducing literature results on catalytic dehydrogenation, led to a shift in focus toward the catalytic hydrogenation of organic substrates using molybdenum complexes supported with pincer or polyhydride ligands.
The first chapter explores the history of catalytic hydrogenation, highlighting its industrial importance and the need to replace rare and costly metals with more accessible alternatives. Pincer ligands, with their unique properties, are identified as a promising solution for stabilizing less expensive metals, such as molybdenum, as presented in this manuscript.
In the second chapter, attention is given to the tridentate ligand 2,6-bis(1H-pyrazol-3-yl)pyridine (bpp), known for its ability to stabilize the coordination sphere of d-block metal complexes. Two series of molybdenum complexes are synthesized and characterized: neutral nitrosyl complexes and a new family of heptacoordinated complexes in oxidation state +II. Their reactivity, particularly through double protonation of the bpp ligands, is studied in the prespective of their application in catalytic hydrogenation.
The final chapter addresses a related project focused on molybdenum polyhydride complexes. Two cationic polyhydride complexes are synthesized and tested for the homogeneous catalytic hydrogenation of organic substrates. The study includes optimizing experimental conditions, exploring limitations, providing application examples, and proposing a catalytic cycle based on the obtained results. This work opens avenues for developing molybdenum catalytic systems and exploring more complex substrates, particularly those of pharmaceutical interest.
In conclusion, this research highlights the potential of molybdenum complexes for hydrogenation applications, offering viable alternatives to catalysts based on rare and costly metals. |