Soutenance de thèse de Uchchhal BANDYOPADHYAY

Nouveaux ligands ferrocéniques chiraux tridentes contenant des groupements phosphine pour la catalyse asymétrique avec des métaux non-nobles


Titre anglais : New chiral tridental ferrocenic ligands containing phosphine groups for asymmetric catalysis with non-noble metals
Ecole Doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse
Spécialité : Chimie Organométallique et de Coordination
Etablissement : Université de Toulouse
Unité de recherche : UPR 8241 - LCC - Laboratoire de Chimie de Coordination
Direction de thèse : Rinaldo POLI- Eric MANOURY


Cette soutenance a eu lieu jeudi 22 juillet 2021 à 14h00
Adresse de la soutenance : Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC) - CNRS UPR 8241 205 route de Narbonne 31077 TOULOUSE Cedex 4 - salle Fernand Gallais

devant le jury composé de :
Rinaldo POLI   Professeur des universités   Institut National Polytechnique de Toulouse   Directeur de thèse
Emmanuelle SCHULZ   Directeur de recherche   Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay   Rapporteur
Mathieu SAUTHIER   Professeur   University of Lille 1 (France)   Rapporteur
Montserrat GOMEZ   Professeure des universités   Université de Toulouse III   Examinateur
Eric MANOURY   Directeur de recherche   CNRS Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC) - UPR 8241   CoDirecteur de thèse
Petr ŠTěPNIčKA   Professeur   Charles University in Prague   Examinateur


Résumé de la thèse en français :  

Les ligands planaires chiraux à base de ferrocène contenant de la phosphine et leurs complexes métalliques ont servi de référence pour réaliser des transformations catalytiques asymétriques au cours des dernières décennies. Plusieurs ligands bidentés ont été développés jusqu'à présent grâce à la contribution de plusieurs groupes de recherche à travers le monde. De même, de très récents développements associés à divers ligands tridentés chiraux se sont avérés prometteurs dans différentes transformations catalytiques. Néanmoins, la plupart des complexes métalliques compétents conçus avec des ligands chiraux sont très souvent des complexes de métaux nobles ou de métaux de transition tardifs (Rh, Ru, Ir, Pd, etc.). Pour contourner la disponibilité limitée des métaux nobles, qui s'appauvrissent rapidement, les métaux non nobles ou de transition précoce (Mn, Fe, Co) gagnent rapidement du terrain dans tous les domaines de la catalyse. Des travaux récents sur la catalyse avec des métaux non nobles ont à nouveau prouvé le potentiel des ligands tridentés dans un certain nombre de transformations. Compte tenu de la disponibilité des ligands tridentés à base de ferrocène, la bibliothèque est encore limitée et les approches sont donc à explorer davantage. Dans cette thèse, nous rapportons la synthèse détaillée de différents types de ligands tridentés planaires chiraux à base de ferrocène contenant de la phosphine (PNP, PNN, PSP, PSN etc.). Les ligands sont entièrement caractérisés à l'aide de différentes méthodes (RMN, HRMS, XRD). Au cours de la synthèse, un certain nombre de sous-produits inattendus se sont formés. L'identification complète de ceux-ci et l'utilisation potentielle de ces composés sont présentées dans cette thèse. s Les applications futures des ligands nouvellement synthétisés ont été planifiées pour la méthodologie asymétrique d'"emprunt d'hydrogène" avec des métaux non nobles ou de base. L'objectif global est d'atteindre des énantiosélectivités élevées dans des réactions asymétriques de formation de liaisons C-C et C-N à partir d'alcools en suivant la voie de la méthodologie d'emprunt d'hydrogène, en présence de complexes de métaux de base comme précatalyseurs chiraux. Une courte perspective est également présentée dans la thèse.

 
Résumé de la thèse en anglais:  

Phosphine-containing planar chiral ferrocene based ligands and their metal complexes have set a benchmark to carry out asymmetric catalytic transformations during the last few decades. Several bidentate ligands were developed till now by the contributions of several research groups acroos the glove. Also, very reecent developements associated with various chiral tridentate ligands has been promising in different catalytic transformations. Nevertheless, most of the competent metal complexes designed with chiral ligands, are very often found to be noble or late transition metal (Rh, Ru, Ir, Pd etc) complexes. To circumvent the limited availability of rapidly depleting noble metals, non-noble or early transition metals (Mn, Fe, Co) are rapidly encroaching in all kind of fields of catalysis. Recent work on non-noble metal catalysis has again proven the potentiality of tridentate ligands in a number of transformations. Considering the availabilty of ferrocene-based tridentate ligands, the library is still limited and thus approaches towards further exploration. In this thesis, we report the detailed synthesis of various kind of phosphine-containing planar chiral ferrocene-based tridentate ligands (PNP, PNN, PSP, PSN etc.). The ligands are fully characterized with the help of different methods (NMR, HRMS, XRD). During the course of synthesis a number of unexpected byproducts were formed. The thorough identification of those and potential use of those compounds are presented in this thesis. s The future applications of the newly synthesized ligands were planned for asymmetric 'Borrowing Hydrogen' methodology with non-noble or base metals. The overall aim is to attain high enantioselectivities in asymmetric C-C and C-N bond-forming reactions starting from alcohols following the pathway of the borrowing hydrogen methodology, in the presence of base metal complexes as chiral precatalysts. A short perspective is also presented in the thesis.

Mots clés en français :ligands ferrocènes chiraux, catalyse asymétrique, métaux non-nobles,
Mots clés en anglais :   chiral ferrocene ligands, asymmetric catalysis, non-noble metals,