Hydrosilylation and hydroboration catalyzed by imido-hydride complexes of molybdenum (IV)

This thesis describes the synthesis, structural studies, stoichiometric and catalytic reactivity of novel Mo(IV) imido hydride complexes (Cp)(ArN)Mo(H)(PMe3) (1) and (Tp )(ArN)Mo(H)(PMe3) (2). Both 1 and 2 catalyze hydrosilylation of a variety of carbonyls. Detailed kinetic and DFT studies found that 1 reacts by an unexpected associative mechanism, which does not involve Si-H addition either to the imido group or the metal. Despite 1 being a d2 complex, its reaction with PhSiH3 proceeds via a a-bond metathesis mechanism giving the silyl derivative (Cp )(ArN)Mo(SiH2Ph)(PMe3). In the presence of BPh3 reaction of 1 with PhSiH3 results in formation of (Cp)(ArN)Mo(SiH2Ph)(H)2 and (Cp)(ArN)Mo(SiH2Ph)2(H), the first examples ofMo(VI) silyl hydrides. AI: 1 : 1 reaction between 2, PhSiD3 and carbonyl substrate established that hydrosilylation is not accompanied by deuterium incorporation into the hydride position of the catalyst, thus ruling out the conventional mechanism based on carbonyl insertion carbonyl. As 2 is nomeactive to both the silane and ketone, the only mechanistic alternative we are left with is that the metal center activates the carbonyl as a Lewis acid. The analogous nonhydride mechanism was observed for the catalysis by (ArN)Mo(H)(CI)(PMe3), (Ph3P)2(I)(O)Re(H)(OSiMe2Ph) and (PPh3CuH)6. Complex 2 also catalyzes hydroboration of carbonyls and nitriles. We report the first case of metal-catalyzed hydroboration of nitriles as well as hydroboration of carbonyls at very mild conditions. Conversion of carbonyl functions can be performed with high selectivities in the presence of nitrile groups. This thesis also reports the first case of the HlH exchange between H2 and Si-H of silanes mediated by Lewis acids such as Mo(IV) , Re(V) , Cu(I) , Zn(II) complexes, B(C6Fs)3 and BPh3.

Complexes pinceurs de cobalt et de nickel : synthèse, caratérisation, réactivité

Plusieurs nouveaux complexes pinceurs de cobalt et de nickel ont été préparés avec le ligand pinceur de type POCOP : 2,6-(i-Pr2PO)2C6H4. Dans le cas du cobalt, une nouvelle voie de synthèse a été développée. Contrairement au cas du nickel, il s’agit ici de cobalt au degré d’oxydation +III. Les composés obtenus sont paramagnétiques. En outre, le dérivé bromé est instable à la lumière et se décompose en perdant un brome pour former le complexe pinceur de Co(II). La réactivité de ces complexes a été étudiée. Pour ce qui est du nickel, la catalyse de l’hydroamination a été élargie aux dérivés de l’acrylonitrile et aux amines aromatiques. En outre, la réaction d’hydroaryloxylation a été étudiée dans les mêmes conditions. Enfin, avec le 4-cyanostyrène et le cinnamonitrile, la formation d’amidines a été observée. Un complexe pinceur portant cette amidine a été isolé. Enfin, le cation réagit avec des anions fortement coordonnants tels le cyanure ou l’isocyanate. En outre, l’anion triflate peut être déplacé par l’eau, l’acrylonitrile et ses dérivés. Enfin, une réactivité particulière a été observée avec la morpholine, l’acétone et un mélange 1:1 aniline/triéthylamine.

Complexes pinceurs de type POCOP de Nickel (II) : synthèse, caractérisation, réactivité et applications catalytiques

Ce mémoire décrit la synthèse, la caractérisation spectroscopique et l’étude de la réactivité catalytique d’une nouvelle série de complexes pinceurs de Ni(II) formés à partir du ligand POCOPPh (P,C,P-2,6-{Ph2PO}2C6H4), très peu étudié dans le cas du nickel. Les études décrites dans ce mémoire examinent l’effet des substituants des phosphines sur les propriétés spectroscopiques et électrochimiques ainsi que les activités catalytiques. La synthèse du ligand a été améliorée par rapport à la procédure connue dans la littérature en diminuant le temps de réaction à 30 min et la température jusqu'à température ambiante. Les composés pinceur (P,C,P-2,6-{Ph2PO}2C6H3)NiX ont été obtenus avec des rendements variant entre 60% et 88%. Le premier complexe a été synthétisé en faisant réagir le précurseur NiBr2(NCCH3)x avec le ligand POCOPPh pour donner (POCOPPh)NiBr. Ce dernier réagit par la suite avec les sels d’argent et de potassium pour donner 4 nouveaux complexes soient : (POCOPPh)NiCN, (POCOPPh)NiOTf, (POCOPPh)NiOAc et (POCOPPh)NiONO2 (OTf = triflate et OAc = acetate). Vu la réactivité limitée du dérivé bromure, le dérivé (POCOPPh)NiOTf a été utilisé pour la préparation du composé (POCOPPh)NiCCPh. Le dérivé Ni-OTf a été utilisé également pour la synthèse des complexes (POCOPPh)NiR qui ont été détectés par RMN. Ces complexes (POCOPPh)NiR ont montré une stabilité trop faible et donnent des nouveaux complexes de type (POCOPPh)NiX en échangeant l’halogène avec le Mg ou de type (POCOPPh)NiOH en s’hydrolysant. Les espèces cationiques [(POCOPPh)NiNCR][OTf] (R= Me, CHCH2, CHCHMe, C(Me)CH2, NCCH2CH2N(Ph)H) ont été obtenues facilement et avec des bon rendements à partir du (POCOPPh)NiOTf. Tous les composés obtenus ont été caractérisés par la spectroscopie RMN (1H, 13C{1H}, 31P{1H}, 19F{1H}), la spectroscopie IR et la spectroscopie UV-vis. L’analyse élémentaire et l’analyse par la diffraction des rayons X, dont le but est de résoudre la structure à l’état solide, ont été utilisées pour la plupart des complexes. Des études de voltampérométrie cyclique ont été menées pour déterminer la densité électronique des centres métalliques et l’effet des phosphines sur cette propriété électrochimique. Dans le but de déterminer l’effet des substituants des phosphines sur l’activité catalytique des complexes, nous avons évalué les réactivités catalytiques des deux complexes (POCOPPh)NiOTf et (POCOPi-Pr)NiOTf dans la réaction d’hydroamination des oléfines activés et plus spécifiquement l’acrylonitrile. Après optimisation des conditions expérimentales, on a constaté que la réactivité des deux composés sont similaires mais une grande différence apparaît après l’ajout des additifs. En effet, le complexe (POCOPi-Pr)NiOTf donne une bonne activité catalytique en présence de la triéthylamine, tandis que cette activité diminue considérablement en présence d’eau, contrairement au complexe (POCOPPh)NiOTf qui est plus actif en présence d’eau. Dans le cas du complexe (POCOPPh)NiOTf, on a pu montrer que la base se coordonne au nickel dans le produit formé après la réaction d’hydroamination, ce qui diminue l’activité de ce complexe dans certains cas. Également on a exploré la réaction de l’addition du lien O-H sur l’acrylonitrile, et étonnamment le complexe (POCOPPh)NiOTf est beaucoup plus actif que son homologue (POCOPi-Pr)NiOTf dans le cas des alcools aromatiques. Par contre, les alcools aliphatiques restent un défi majeur pour ce genre de complexe. Le mécanisme de cette réaction qui a été proposé montre que l’alcoolyse passe par les deux intermédiaires (POCOPPh)NiOAr et [(POCOPPh)NiOAr][HOAr] mais l’isolation de ces intermédiaires observés par RMN semble être difficile.

Synthèse stéréosélective de dérivés cyclopropaniques di-accepteurs par catalyse avec des complexes de rhodium(II)

Les dérivés cyclopropaniques di-accepteurs représentent des intermédiaires synthétiques précieux dans l’élaboration de structures moléculaires complexes, ayant des applications dans plusieurs domaines de la chimie. Au cours de cet ouvrage, nous nous sommes intéressés à la synthèse de ces unités sous forme énantioenrichie en utilisant la cyclopropanation d’alcènes par catalyse avec des complexes de Rh(II) utilisant des composés diazoïques di-accepteurs comme substrats. Suite au développement initial d’une méthode de cyclopropanation d’alcènes catalytique asymétrique utilisant des nitro diazocétones, de multiples études expérimentales quant au mécanisme de stéréoinduction dans ce type de réaction ont été effectuées. Nous avons alors pu identifier le groupement p-méthoxyphénylcétone du substrat et le catalyseur Rh2(S-TCPTTL)4 comme étant une combinaison clé pour l’atteinte de diastéréosélectivités et d’excès énantiomères élevés. Ceci a mené au développement de deux autres méthodes de cyclopropanation stéréosélectives distinctes, utilisant soit une cyano diazocétone ou un céto diazoester. Nous avons démontré l’utilité des dérivés cyclopropaniques énantioenrichis obtenus par ces trois méthodes dans une panoplie de manipulations synthétiques, dont l’addition nucléophile d’amines et de cuprates, la cycloaddition formelle avec un aldéhyde, et la synthèse de dérivés cyclopropaniques importants en chimie médicinale. Une étude structurelle approfondie des complexes de Rh(II) chiraux nous a permis de déterminer les facteurs responsables de leur pouvoir d’énantioinduction dans notre système réactionnel, ce qui a d’énormes implications dans d’autres méthodologies utilisant ces mêmes catalyseurs. Le dévoilement d’une conformation inattendue dite ‘All-up’, ainsi que de la présence d’interactions stabilisantes régissant la rigidité de cet arrangement se sont avérés cruciaux dans notre compréhension du mécanisme. Dans le cadre de cette investigation, nous avons développé une méthode générale pour la synthèse de complexes de Rh(II) hétéroleptiques, multipliant ainsi le nombre de catalyseurs accessibles dans l’élaboration éventuelle de nouvelles réactions stéréosélectives, et nous permettant d’effectuer une étude structurelle plus détaillée. De plus, nous avons développé une méthode particulièrement efficace pour la synthèse d’un autre type de dérivé cyclopropanique di-accepteur par catalyse avec des complexes de Rh(II), les cyano-cyclopropylphosphonates. Les produits de cette transformation sont obtenus avec des énantiosélectivités élevées, et sont des substrats intéressants pour des réactions tandem d’ouverture de cycle par addition nucléophile / oléfination de composés carbonylés. De plus, ces composés sont des précurseurs de molécules utiles en chimie médicinale tels que les acides aminocyclopropylphosphoniques.

Studies on some Metal Complexes of Dithio Ligands

The thesis deals with our studies on the synthesis and elucidation of structure of some metal complexes of dithio ligands, such as the dithiocarbamates, xanthates and 2-aminocyclopent-1-ene-1-dithiocarboxylate and its N-alkyl derivatives.2-Aminocyclopent-1-ene-1-dithiocarboxylate (ACDA) is an interesting ligand, because of its potential dual capability of bonding between the metal and the ligand. Since the earlier reports on the complexes of ACDA contain contradictory ideas on the nature of its bonding, it was thought worthwhile to undertake a detailed and systematic study of these type of complexes. As the ACDA complexes have very low solubilities in solvents like chloroform, we have used the isopropyl derivative of ACDA as the ligand. The increased solubility of these complexes have made it possible to investigate their NMR and solution electronic spectra.The complexes of this ligand have not yet been reported in the literature.We have synthesised some new mixed ligand complexes of dithiocarbamates by reacting bis(dithiocarbamato)-µ-dichloro dicopper complexes (obtained by the reaction of mixed benzoic dithiocarbamic anhydride and copper(II) chloride) with ACDA or its N-alkyl derivatives.Interactions of metal halides with the mixed anhydrides formed from benzoylchloride and xanthates have also been investigated. Novel complexes of the type, [Cu2(RXant)CI] (R=i-Bu, i-Pr, n-Bu or n-Pr)) have been isolated from the reaction of copper(II) chloride and the mixed anhydride, and these reactions appear to be like the clock reactions reported in the literature.It also deal with the characterisation of the complexes of the type [Hg(R2d t c )X] (X=Cl, Br or 1),[Cu3(R2dtc)6][Cu2Br6] and [Cu(R2dtc)Cl2](R2=Me2,Et2,Pip,Morph or Pyrr)respectively, synthesised by simple and novel routes, different from those reported earlier.

First 5f-element complexes with the tetradentate BTBP ligand. Synthesis and crystal structure of uranyl(VI) compounds with CyMe4BTBP

Treatment of [UO2(OTf)(2)] or [UO2I2(thf)(3)] with 1 equiv. of CyMe4BTBP in anhydrous acetonitrile led to the formation of [UO2(CyMe4BTBP)(OTf)(2)] (1) and [UO2(CyMe4BTBP)I-2] (2) which crystallized as the cationic forms [UO2(CyMe4BTBP)(py)][OTf](2) (3) and [UO2I(CyMe4BTBP)][I] (4) in pyridine and acetonitrile, respectively. These compounds are unique examples of structurally characterized actinide complexes with a BTBP molecule; this ligand adopts a planar conformation in the equatorial plane of the {UO2}(2+) ion. In pyridine, 1 is dissociated into [UO2(OTf)(2)(PY)(3)] and free CyMe4BTBP and the thermodynamic parameters (K, Delta H, Delta S) of this equilibrium have been determined by H-1 NMR spectroscopy. The ethoxide derivative [UO2(OEt)(CyMe4BTBP)][OTf] (5) crystallized from a solution of I in a mixture of ethanol and acetone under air, and the dinuclear mu-oxo complex [{UO2(CyMe4BTBP)}(2)(mu-O)][I](2) (6) was obtained from [UO2I(thf)(2.7)] and CyMe4BTBP. The crystal structures of 6 and of the analogous derivatives [{UO2(py)(4)}(2)(mu-O)][I](2)(7) and [{UO2(TPTZ)(py)}(2)(mu-O)][I-3](2)(8) exhibit a flexible [{UO2}-O-{UO2}](2+) moiety.

Metal complexes of a dipyridine octaazamacrocycle: stability constants, structural and modelling studies

Two 28-membered octaazamacrocycles, [28]py(2)N(6) and Me-2[28]py(2)N(6), have been synthesized. The protonation constants of the N-methyl. derivative and the stability constants of its complexes with Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, and Pb2+ were determined at 25degreesC in 0.10 mol dm(-3) KNO3. The high overall basicity of Me-2[28]py(2)N(6) is ascribed to the weaker repulsion between protonated contiguous charged ammonium sites separated by propyl chains. These studies together with NMR, UV-vis and EPR spectroscopies indicated the presence of mono- and di-nuclear species, The single crystal structure of the complex [Ni-2([28]py(2)N(6))(H2O)(4)]Cl-4.3H(2)O was determined, and showed each nickel centre in a distorted octahedral co-ordination environment. The nickel centres are held within the macrocycle at a large distance of 6.991(g) Angstrom from each other. The formation of mononuclear complexes was evaluated theoretically via molecular mechanics (MM) and molecular dynamics (MD) calculations and showed that these large macrocycles have sufficient flexibility to encapsulate metal ions with different stereo-electronic sizes. Structures for small and large metal ions are proposed.

Fulvalene titanium and zirconium complexes: synthesis and NMR study of phosphanido-, alkyl-, and alkynyl-derivatives. X-ray crystal structures of [{Ti(η5−C5H5)(μ−PPH2)}2{μ−(η5−C5H4−η5−C5H4)}] and [{Zr(η5−C5H5)(μ−C≡CSiMe3)}2{μ−(η5−C5H4−η5−C5H4)}]

Reaction of with one or two equivalents of LiPPh2 afforded the new phosphanidometal(III) complexes . Reaction of 2 with LiC≡CSiMe3 led to the diamagnetic zirconium(III) alkynyl derivative [{Zr(C5H5)(μ−C≡CSiMe3)}2(μ−η5−C5H4−η5−C5H4], 7. Alkylation of 6 with LiCH2CMe2Ph gave [{Zr(η5−C5H5)(CH2CMe2Ph)2}2{μ−(η5−C5H4)}], 8. A detailed NMR study of complexes 3 and 4 allowed the observation of the spectral behaviour of the eight different fulvalene protons through their coupling to the 31P nucleus. The fluxional behaviour of complex 7 was studied by dynamic DNMR, and kinetic parameters for the σ-π-conversion of the alkynyl ligand were determined. The molecular structures of complexes 3 and 7 were determined by X-ray diffraction methods.

A hydrogen-1 nuclear magnetic resonance, mass spectral and extended Hückel study of some olefin complexes of rhodium(I) and iridium(I) and the crystal and molecular structure of η4-2,4-dimethylpenta-1,4-diene(η5-formylcyclopentadienyl)rhodium(I)

A 1H NMR study of monosubstituted η-cyclopentadienyl-rhodium(I) complexes of type LLRh(C5H4X) and -iridium(I) complexes of type L2Ir(C5H4X) (L = ethene, LL = 1,3- or 1,5-diolefin; X = C(C6H5)3, CHO, or COOCH3) has been carried out. For complexes of both metals in which the neutral ligand is ethene or a non-conjugated diolefin the NMR spectra of the cyclopentadienyl protons are unusual in that H(2), H(5) resonate to high field either at room temperature or below. The corresponding NMR spectra for the cyclopentadienyl ring protons of complexes where the neutral ligand is a conjugated diene are, with one exception, normal. A single crystal X-ray structural analysis of (η4-2,4-dimethylpenta-1,4-diene)(η5-formylcyclopentadienyl)rhodium(I) (which exhibits an abnormal 1H NMR spectrum) reveals substantial localisation of electron density in the C(3)C(4) Cp ring bond (1.283(33) Å) which may be consistent with a contribution from an ‘allyl-ene’ rotamer to the ring—metal bonding scheme. An extended Hückel calculation with self consistent charge iteration was performed on this complex. The results predict a greater Mulliken overlap population for the C(3)C(4) bond in the cyclopentadienyl ring and show that the localisation is dependent on both the Cp ring substituent and the nature of the diolefin. The mass spectral fragmentation patterns of some representative diene complexes of iridium(I) and rhodium(I) are presented.

New Pd(II) and Pt(II) complexes with N,S-chelated pyrazolonate ligands: Molecular and supramolecular structure and preliminary study of their in vitro antitumoral activity

New Pd(II) and Pt(II) complexes [ML2] (HL = a substituted 2,5-dihydro-5-oxo-1H-pyrazolone-1-carbothioamide) have been synthesized by reacting K2MCl4 (M = Pd, Pt) or Pd(OAc)(2) with beta-ketoester thiosemicarbazones. The structures of seven of these complexes were determined by X-ray diffraction. Although all exhibit a distorted square-planar coordination with trans- or (in one case) cis-[MN2S2] kernels, their supramolecular arrangements vary widely from isolated molecules to 3D-networks. The in vitro antitumoral assays performed with two HL ligands and their metal complexes showed significant cytostatic activity for the latter, with the most active [ML2] derivative (a palladium complex) being about sixteen times more active than cis-DDP against the cis-platinum-resistant cell line A2780cisR. (c) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Thermoanalytical study of the complexes of 4-dimetilaminocinnamylidenepiruvate with manganese (II), cobalt (II), nickel (II), cupper (II), zinc (II) and lead (II), in the solid state

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Thermal decomposition and stability of [Fe(eta(4)-enone)(CO)(2)L] complexes (L=CO and PPh3)

The compounds [Fe(bda)(CO)(2)L] and [Fe(ch)(CO)(2)L], (bda=benzylideneacetone; ch=chalcone; L=CO, PPh3) were investigated by thermogravimetry and derivative thermogravimetry (TG and DTG). The fragmentation patterns suggest that the iron atom protects the enone fragment, so that the organic ligands break up with the loss of the pendant aromatic rings.

A NOVEL SYNTHETIC ROUTE FOR SUPPORTING RUTHENIUM COMPLEXES ON FUNCTIONALIZED SILICA-GEL

The immobilization of the ruthenium moiety Ru(NH3)4SO3 by reaction of trans-[Ru(NH3)4SO2(H2O)]2+ with silica gel functionalized with 3-(1-imidazolyl)propyl groups is reported. A 60% surface coverage was obtained in the proportion of the resulting material [=Si(CH2)3imN-Ru(NH3)4SO3]. The anchored Ru(II) complex was characterized and its reactivity investigated. Derivatives of CO, pyrazine, and isonicotinamide have been prepared and characterized by electronic and vibrational spectroscopies, as well as by chemical means. The [=Si(CH2)3imN-Ru(NH3)4SO4]Cl, obtained through oxidation of the corresponding ruthenium(II) sulfite species, has been characterized and the aquo and the oxalate derivative have been synthesized.

Thermoanalytical study of the complexes of 4-dimethylaminocynnamylidenepyruvate with manganese (II), cobalt (II), nickel (II), cupper (II), zinc (II) and lead (II), in the solid state

Solid state compounds M-4-DMCP, where 4-DMCP is 4-dimethylaminocynnamylidenepyruvate and M represents Mn (II), Co (II), Ni (II), Cu (II), Zn (II) and Pb (II) were prepared. These compounds were studied by thermoanalytical techniques: thermogravimetry (TG), derivative thermogravimetry (DTG), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction powder patterns and complexometric titration with EDTA. From the results obtained by the complexometric titration with EDTA, TG, DTG and DSC curves, was possible to establish the hydration degree, stoichiometry and thermal stability of the prepared compounds.

Electrochemistry of organometallic compounds. Part III. Oxidations of methyl derivatives of organocobalt(III) complexes with delocalized electronic structure in dimethylformamide

The influence of the equatorial ligand on the electrochemical oxidation of the compounds [H3CCo(chel)B], where chel is bis (dimethylglyoximato), (DH)2; bis(salicylaldehyde)ethylenediimine, salen; bis(salicylaldehyde) o-phenylenediimine, salophen; bis(salicylaldehyde)cyclohexylenediimine, salcn; bis(acetylacetone) ethylenediimine, bae; and where B is pyridine when chel is (DH2), and dimethylformamide (DMF) when chel represents a Schiff base (salen, salcn, salophen and bae), was studied by means of cyclic voltammetry in DMF, 0.2 M in tetraethylammonium perchlorate, between 25 and -25°C, with a platinum disk working electrode. Absorption spectra in the visible and near ultraviolet regions for these compounds in DMF at 25°C were obtained. The complexes exhibit a reversible one-electron oxidation, at -20°C with scan rates >0.5 V s-; chemical reactions following electron transfer are not detected under these conditions. At slower potential or higher temperatures, the oxidized product decomposes chemically in a solvent-assisted (or nucleophile-assisted) reaction, yielding products which are electroactive in the applied potential range. The behavior of the [H3CCo (DH2)py] derivative is better described as a quasi-reversible charge transfer followed by an irreversible chemical reaction. Experimental evidence suggests that in the case of the [H3CCo(bae)] derivative at -20°C, the reactive -species is pentacoordinated and weakly adsorbed at the electrode surface. The value of E 1 2 and the energies of the first two absorption bands in the visible spectra reveal the ability of the studied complexes to donate and to delocalize electronic charge. © 1982.