Ce projet de thèse a porté sur la conception, la synthèse et l'étude de complexes de fer cyclopentadiénone fonctionnalisés par des ligands isocyanures, dans le but de développer des catalyseurs durables et efficaces en remplacement des systèmes à base de métaux nobles pour des réactions de transfert de dihydrogène. L'introduction de ligands isocyanures, modulés électroniquement et stériquement, a permis de contrôler finement les propriétés électroniques et géométriques des complexes synthétisés. L'ensemble des composés a été caractérisé par spectroscopies Infra-rouge, Mössbauer et UV-Visible. Le rôle déterminant du groupement nitro en position para sur le ligand isocyanure a été mis en évidence pour favoriser l'activation photochimique des complexes, permettant la mise en œuvre de différentes transformations catalytiques telles que la fonctionnalisation énantiosélective d'alcools allyliques et des réactions d'oxa-Michael. Les variations de réactivité observées entre les différents complexes ont pu être corrélées aux modifications structurales effectuées, à l'aide d'études spectroscopiques et de calculs de chimie théorique.
Dans une seconde partie, des complexes chiraux ont été développés en combinant deux approches consistant à introduire la chiralité soit sur le ligand isocyanure, à l'aide d'un motif binaphthyle chiral, et/ou sur le ligand cyclopentadiénone. Ces complexes ont ensuite été évalués dans la réduction asymétrique de cétones par transfert de dihydrogène dans des conditions douces grâce à une activation photochimique. Il a ainsi été démontré que la chiralité conférée par le ligand cyclopentadiénone constitue le facteur déterminant du contrôle stéréochimique, tandis que la présence de l'isocyanure est indispensable pour atteindre des conversions catalytiques élevées sous activation photochimique. Ces travaux ont donc permis la mise au point de systèmes catalytiques inédits à base de fer, activables photochimiquement et capables d'opérer dans des conditions particulièrement douces, sans recours à une pression externe de dihydrogène pour la réduction asymétrique de cétones.
Ce travail met en lumière l'intérêt d'insérer des ligands isocyanures dans la conception de complexe de fer cyclopentadiénone de nouvelle génération, tout en posant les bases pour l'émergence de transformations catalytiques originales. L'approche développée au cours de cette thèse ouvre donc des perspectives solides pour la création de systèmes catalytiques robustes, modulables et facilement activables. ​​​
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​Contact : Amélie Kochem​