Actuellement, plusieurs catalyseurs peuvent activer de petites molécules dans de nombreux procédés industriels, tels que l’hydroformylation, la métathèse et la catalyse pour la polymérisation des oléfines, entre autres. La plupart de ces complexes sont basés sur des centres métalliques appartenant au groupe de transition du tableau périodique. Toutefois, la disponibilité de ces métaux est associée à des coûts d’extraction élevés, à la toxicité et à la rareté.
Par conséquent, on cherche à développer des catalyseurs basés sur des éléments plus abondants, tels que des complexes avec des centres métalliques du groupe principal. Ce projet vise à synthétiser et caractériser de nouveaux ligands asymétriques contenant des groupes amidinate et imine, qui apportent une densité électronique élevée et une contrainte stérique importante au centre métallique. En même temps, il est prévu de coordonner ces ligands asymétriques avec des métaux du groupe principal, notamment pour synthétiser et caractériser des complexes d’aluminium et de gallium avec des états d’oxydation élevés et faibles, afin d’étudier l’activation de petites molécules telles que le dioxyde de carbone. Les complexes d’aluminium à haut état d’oxydation ont été testés comme catalyseurs dans un système binaire et monocomposant pour la conversion des époxydes et du CO2 en carbonate cyclique.
Plusieurs méthodologies ont été utilisées pour réduire Al(III) en Al(I), en employant différents agents réducteurs, solvants et matériaux de départ. Cependant, la nature du ligand utilisé n’a pas permis la formation des produits souhaités. Les résultats ont été encore moins favorables pour les complexes de gallium, car les complexes de valence élevée requis pour la réduction n’ont pas été obtenus. Pour ces raisons, un nouveau ligand amidinate a été testé dans la synthèse de nouveaux complexes d’aluminium. Ce nouveau ligand, non basé sur la 1,8-diaminonaphtalène, évite les problèmes de reprotonation observés avec le ligand précédent. |
Currently, several catalysts can activate small molecules in multiple industrial processes, such as hydroformylation, metathesis, and catalysis for olefin polymerization, among others. Most of these complexes are based on metal centers belonging to the transition group of the periodic table. Still, the availability of these metals is associated with high extraction costs, toxicity, and scarcity. Therefore, the development of catalysts based on more abundant elements, such as complexes with metal centers of the main group, is sought. This project aims to synthesize and characterize new asymmetric ligands containing amidinate and imine groups, which provide high electron density and steric hindrance to the metal center. At the same time, it is intended to coordinate these asymmetric ligands with metals of the main group, specifically to synthesize and characterize complexes of aluminum and gallium with high and low oxidation states to study the activation of small molecules such as carbon dioxide. The high-oxidation-state aluminum complexes were tested as catalysts in a binary and single-component system for converting epoxides and CO2 to cyclic carbonate. Several methodologies were used to reduce Al(III) to Al(I), using different reducing agents, solvents, and starting materials. However, the nature of the ligand employed did not allow for the formation of the desired products. The results were even less favorable for gallium complexes, as the high-valent complexes required for the reduction were not obtained. For those reasons, a new amidinate ligand was tested in the synthesis of new aluminum complexes. This new ligand, not based on 1,8-diaminonaphthalene, avoids the re-protonation issues shown by the previous ligand. |