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Oxidation and reduction of oxygen and nitrogen containing compounds catalyzed by iron complexes / Réactions d'oxydation et de réduction des composés carbonylés et azotés catalysées par des complexes de fer

Authors
  • OZHERELYEVA, Anastassiya
  • MADEC, Pierre-Jean
Publication Date
Jan 01, 2012
Source
OpenGrey Repository
Keywords
Language
French
License
Unknown

Abstract

La catalyse homogène est une technologie clé dans la synthèse et un du cœur pour l'industrie chimique et pharmaceutique. L'efficacité d'un processus peut être définie en termes de complexité, la sélectivité et l'économie d'atome. Des réactions catalytiques peuvent respecter tous ces critères simultanément. Ainsi, l association de la catalyse et la chimie organique permet d envisager de nouvelles synthèses organiques plus économiques et écologiques. Un aspect important de cette approche est le développement de nouveaux ligands et/ou de catalyseurs, qui permettent de réalisér des réactions efficaces et sélectives et la création de processus catalytiques originaux. De plus pour augmenter le nombre d'applications catalytiques dans l'industrie, des processus verts à faibles coûts doivent être développés. Les sels de fer sont généralement non toxiques et très abondants sur la terre et, par conséquent, parmi les moins couteux, les plus faciles à manipuler et à priori les plus respectueux de l environnement. Dans cette nouvelle course économique et environnementale, l'utilisation et le développement de complexes de fer en catalyse est un domaine en pleine expansion ces dernières années. Notre contribution dans ce domaine a été dédié au développement de complexes de fer pour des applications en oxidation et reduction. Tout d abord, nous avons décrit une synthèse rapide et efficace de complexes de fer à géométrie tabouret de piano par activation micro-ondes et les avons engagés dans une étape de déshydrogénation pour obtenir des lactones.L amination réductrice sous pression d hydrogène est un procédé intéressant en chimie organique pour préparer des amines à partir d aldéhydes ou de cétones. Lors de cette thèse, nous avons montré que les complexes de Knölker étaient efficaces dans cette réaction. Afin de déterminer l influence des substituants sur le ligand cyclopentadiénone, une série de complexes analogues a été préparé et caractérisé. Ces derniers ont été ensuite modifiés en complexes de fer acétonitrile dicarbonylé. Tous ces complexes ont ensuite été évalués dans une réaction modèle et l étendue et limitation de cette amination réductrice ont été définie. / Homogeneous catalysis is a key technology in synthesis. Efficiency of a process can be defined in terms of complexity, selectivity, and atom economy. Catalytic reactions can meet all these criteria simultaneously. Thus, merging the fields of catalysis and organic synthesis promises an economically and environmentally new quality of organic synthesis. One cornerstone is the development of new ligands and/or catalysts, which are required to achieve highly efficient and selective metal mediated reactions and original catalytic processes. Moreover to increase the number of catalytic applications in industry, low cost and green processes have to be developed. Iron salts are usually non-toxic and very abundant on earth, and consequently among the most inexpensive, easy to handle, and environmentally friendly metal derivatives. In this new economic and environmental race, the use of iron in catalysis has witnessed tremendous activity in recent years. This work contributed to the development of iron complexes in catalysis and particularly in oxidation and hydrogenation reactions.First, we developed a straightforward and efficient synthesis of piano-stool iron complexes under microwaves irradiation and applied them in dehydrogenation reactions. This methodology was applied for the synthesis of lactones. Reductive amination under hydrogen pressure is a valuable process in organic chemistry to access amine derivatives from aldehydes or ketones. In this dissertation, we demonstrated that Knölker type complexes were efficient iron complexes in this reaction. In order to determine the influence of the substituent on the cyclopentadienone ancillary ligand, a series of modified Knölker complexes was synthesized and fully characterized. These complexes were also transformed into acetonitrile iron dicarbonyl complexes as they are also pre-catalyst for the reductive amination. Catalytic activities of these complexes were evaluated in a model reaction and the scope and limitation of this process were defined. / CAEN-BU Sciences et STAPS (141182103) / Sudoc / Sudoc / France / FR

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