Hydrogénation d’alcènes non-activés, d’amides et du dioxyde de carbone par des catalyseurs de type paires de Lewis frustrées

Les réactions d’hydrogénation sont l’une des transformations chimiques les plus utilisées en académie et industries et possèdent de nombreuses applications. Les catalyseurs de type paires de Lewis frustrées (FLPs), constitués d’acides et de bases de Lewis encombrés stériquement, ont été de plus en plus utilisés au fil des ans pour l’hydrogénation sans métaux de transition d’une large variété de substrats.
Cependant, plusieurs transformations clés, bien décrites par métaux de transition, manquent d’une réelle alternative sans ces derniers. L’hydrogénation catalytique d’alcènes non-activés en alcanes et d’amides en amines, deux transformations désirables, en sont des exemples représentatifs. Un autre challenge important est l’hydrogénation catalytique du dioxyde de carbone avec un système de FLP, n’ayant été jusqu’ici réalisée que de façon stœchiométrique.
Mon projet de thèse cible le développement de catalyseurs robustes de type paires de Lewis frustrées basés sur de nouvelles bases de Lewis rigides et encombrées stériquement (9-phosphatriptycènes : des phosphines en forme de cage). Ces dernières seront conçues pour avoir des propriétés stériques et électroniques permettant de s’adresser aux limitations actuelles, mentionnées plus haut, de la catalyse par paires de Lewis frustrées.
La première partie du projet consiste en la synthèse de 9-phosphatriptycènes substitués qui seront combinés, dans la seconde partie, à des acides de Lewis borés pour l’activation du dihydrogène. Ces processus seront étudiés en combinant des études mécanistiques expérimentales et des méthodes computationnelles pointues. La dernière et principale partie de ce projet consistera en l’exploitation de la réactivité des nouveaux systèmes de type FLP pour l’hydrogénation catalytique d’alcènes non-activés, d’amides et du CO2 en acide formique, permettant ainsi la conversion d’un gaz à effet de serre en composé chimique utile.