15 resultados para Hydroamination


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A 1:1 mixture of (dppf)PtCl(2) and AgOTf (5 mol%) catalyzed the intermolecular hydroamination of monosubstituted allenes with secondary alkylamines at 80 degrees C to form allylic amines in good yield with selective formation of the E-diastereomer.

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This thesis is an innovative study for organic synthesis using supported gold nanoparticles as photocatalysts under visible light irradiation. It especially examines a novel green process for efficient hydroamination of alkynes with amines. The investigation of other traditional reduction and oxidation reactions also adds significantly to the knowledge of gold nanoparticles and titania nanofibres as photocatalysts for organic synthesis.

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Nitrogen-doped TiO2 nanofibres of anatase and TiO2(B) phases were synthesised by a reaction between titanate nanofibres of a layered structure and gaseous NH3 at 400–700 °C, following a different mechanism than that for the direct nitrogen doping from TiO2. The surface of the N-doped TiO2 nanofibres can be tuned by facial calcination in air to remove the surface-bonded N species, whereas the core remains N doped. N-Doped TiO2 nanofibres, only after calcination in air, became effective photocatalysts for the decomposition of sulforhodamine B under visible-light irradiation. The surface-oxidised surface layer was proven to be very effective for organic molecule adsorption, and the activation of oxygen molecules, whereas the remaining N-doped interior of the fibres strongly absorbed visible light, resulting in the generation of electrons and holes. The N-doped nanofibres were also used as supports of gold nanoparticle (Au NP) photocatalysts for visible-light-driven hydroamination of phenylacetylene with aniline. Phenylacetylene was activated on the N-doped surface of the nanofibres and aniline on the Au NPs. The Au NPs adsorbed on N-doped TiO2(B) nanofibres exhibited much better conversion (80 % of phenylacetylene) than when adsorbed on undoped fibres (46 %) at 40 °C and 95 % of the product is the desired imine. The surface N species can prevent the adsorption of O2 that is unfavourable for the hydroamination reaction, and thus, improve the photocatalytic activity. Removal of the surface N species resulted in a sharp decrease of the photocatalytic activity. These photocatalysts are feasible for practical applications, because they can be easily dispersed into solution and separated from a liquid by filtration, sedimentation or centrifugation due to their fibril morphology.

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Stoichiometric reactions between mesityl azide (MesN(3), Mes = 2,4,6-C6H2Me3) and amino-phosphine ligated rare-earth metal alkyl, LLn(CH2SiMe3) (2)(THF) (L = (2,6-C6H3Me2)NCH2C6H4P(C6H5)(2); Ln = Lu (1a), Sc (1b)), amide, LLu(NH(2,6-(C6H3Pr2)-Pr-i))(2)(THF) (2) and acetylide at room temperature gave the amino-phosphazide ligated rare-earth metal bis(triazenyl) complexes, [L(MesN(3))]Ln[(MesN(3))-(CH2SiMe3)](2) (Ln = Lu (3a); Sc (3b)), bis(amido) complex [L(MesN3)] Lu[NH(2,6-C6H3 Pr-i(2))](2) (4), and bis(alkynyl) complex (5) (L(MesN(3))Lu (C CPh)(2))(2), respectively. The triazenyl group in 3 coordinates to the metal ion in a rare eta(2)-mode via N-beta and N-gamma atoms, generating a triangular metallocycle. The amino-phosphazide ligand, L(MesN(3)), in 3, 4 and 5 chelates to the metal ion in a eta(3)-mode via N-alpha and N-gamma atoms. In the presence of excess phenylacetylene, complex 3a isomerized to 3', where the triazenyl group coordinates to the metal ion in a eta(3) mode via Na and Ng atoms.

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Rare earth metal bis(alkyl) complexes attached by fluorenyl modified N-heterocyclic carbene (NHC) (Flu-NHC)Ln(CH2SiMe3)(2) (Flu-NHC = (C13H8CH2CH2(NCHCCHN)C6H2Me3-2,4,6); Ln = Sc (2a); Y (2b); Ho (2c); Lu (2d)), ((tBu)Flu-NHC)Ln(CH2SiMe3)(2) ((tBu)Flu-NHC = 2,7-(Bu2C13H6CH2CH2)-Bu-t(NCHCCHN)C6H2Me3-2,4,6; Ln = Sc (1a); Lu (1d)) and attached by indenyl modified N-heterocyclic carbene (Ind-NHC)Ln(CH2SiMe3)(2) (Ind-NHC = C9H6CH2CH2(NCHCCHN)C6H2Me3-2,4,6; Ln = Sc (3a); Lu (3d)), under the activation of (AlBu3)-Bu-i and [Ph3C][B(C6F5)(4)], showed varied catalytic activities toward homo- and copolymerization of ethylene and norbornene. Among which the scandium complexes, in spite of ligand type, exhibited medium to high catalytic activity for ethylene polymerization (10(5) g mol(Sc)(-1) h(-1) atm(-1)), but all were almost inert to norbornene polymerization. Remarkably, higher activity was found for the copolymerization of ethylene and norbornene when using Sc based catalytic systems, which reached up to 5 x 10(6) g mol(Sc)(-1) h(-1) atm(-1) with 2a. The composition of the isolated copolymer was varying from random to alternating according to the feed ratio of the two monomers (r(E) = 4.1, r(NB) = 0.013).

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The synthesis and catalytic activity of lanthanide monoamido complexes supported by a beta-diketiminate ligand are described. Donor solvents, such as DME, can cleave the chloro bridges of the dinuclear beta-diketiminate ytterbium dichloride {[(DIPPh)(2)nacnac]YbCl(mu-Cl)(3)Yb[(DIPPh)(2)nacnac](THF)} (1) [(DIPPh)(2)nacnac = N,N-diisopropylphenyl-2,4-pentanediimine anion] to produce the monomeric complex [(DIPPh)(2)nacnac]YbCl2(DME) (2) in high isolated yield. Complex 2 is a useful precursor for the synthesis of beta-diketiminate-ytterbium monoamido derivatives. Reaction of complex 2 with 1 equiv of LiNPr2i in THF at room temperature, after crystallization in THF/toluene mixed solvent, gave the anionic beta-diketiminate-ytterbium amido complex [(DIPPh)(2)nacnac]Yb(NPr2i)(mu-Cl)(2)Li(THF)(2) (3), while similar reaction of complex 2 with LiNPh2 produced the neutral complex [(DIPPh)(2)nacnac]Yb(NPh2)Cl(THF) (4). Recrystallization of complex 3 from toluene solution at elevated temperature led to the neutral beta-diketiminate-lanthanide amido complex [{(DIPPh)(2)nacnac}Yb(NPr2i)(mu-Cl)](2) (5). The reaction medium has a significant effect on the outcome of the reaction.

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Reaction of anhydrous lanthanide trichlorides with tetrahydrofurfuryl indenyl lithium in THF afforded bis(tetrahydrofurfurylindenyl) lanthanocene chlorides complexes (C4H7OCH2C9H6)(2) LnCl, Ln = Nd (1), Sm (2), Dy (3), Ho (4), Er (5), Yb (6). The X-ray crystallographic structures of all the six complexes were determined and these indicate that they are unsolvated nine-coordinate monomeric complexes with a trans arrangement of both the sidearm and indenyl rings in the solid state. They belong to the same crystal system (orthorhombic) and space group (P2(1)2(1)2(1)) with the same structure. Especially, they are more stable to air and moisture than the corresponding unsubstituted indenyl lanthanide complexes.

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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.

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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.

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Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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Résumé: Dans le but de préparer des complexes de Zr pour la catalyse homogène de la polymérisation des lactides et de l’hydroamination des olefines, l’elaboration et l’optimisation d’une méthode systématique et efficace de synthèse des ligands dikétimines ayant différents substituants alkyles (R) à la position N,N’ a été realisée. Des dikétimines (nacnacRH) symétriques ont été obtenus avec une pureté de plus de 95 % et un rendement de 65 % lorsque R = Me et des rendements allant de 80 à 95 % lorsque le groupe R = n-Pr, i-Pr, i-Bu, Bu, Cy et (+)-CH(Me)Ph. La synthèse des dikétimines ayant des substituants N-alkyls différents, dite asymétriques, donne toujours un mélange statistique de trois ligands: nacnacR,R’H, nacnacR,RH et nacnacR’,R’H qui n’ont pu être separés. Seuls les dikétimines asymétriques avec un substituant N-alkyl et un autre N-aryl (nacnacR,ArH) ont été obtenus avec des rendements plus élevés que celui du mélange statistique. Par la suite, la complexation de ces ligands bidentés au Zr, la caractérisation de ces complexes et l’investigation de la réactivité ont été étudiés. Les complexes de Zr de type (nacnacR)2ZrCl2 ont été obtenus par deux voies de synthèse principales: la première consiste à traiter le sel de lithium du ligand avec le ZrCl4. La seconde est la réaction du ligand avec les complexes neutres d’alkyl-zirconium(IV) par protonation de l'alkyle coordonné. En solution, les complexes obtenus de (nacnacR)2ZrX2 possèdent un comportement dynamique via un « Bailar-twist » et les paramètres d'activation de cette isomérisation ont été calculés. Le complexe octaèdrique (nacnacBn)2ZrCl2 n'est pas réactif dans la carbozirconation et son alkylation n'était pas possible par l’échange des chlorures avec les alkyles. L’analogue diméthylé (nacnacBn)2ZrMe2 peut être préparé par alkylation du ZrCl4 avant la complexation du ligand. On a également observé que ce dernier n’est pas réactif dans la carbozirconation. L‘analogue diéthoxyde (nacnacBn)2Zr(OEt)2 est obtenu par échange des diméthyles avec les éthoxydes. La polymérisation du lactide avec celui-ci en tant que précurseur est relativement lente et ne peut être effectuée que dans le monomère fondu. Par conséquent, pour résoudre les problèmes rencontrés avec les complexes de zirconium (dikétiminates non-pontés), un ligand dikétimines pontés par le diaminocyclohexane, (±)-C6H10(nacnacXylH)2, LH2, (Xyl = 2,6-diméthylphényle) a été préparé. La complexation de ce ligand tetradenté au metal a été réalisée par deux voies de synthèse; la première est la réaction du sel de lithium de ce ligand avec le ZrCl4(THF)2. La deuxième est la déprotonation du ligand neutre avec le Zr(NMe2)4 et l’élimination du diméthylamine. Des complexes du type: (±)-C6H10(nacnacXylH)2ZrX2 avec X = Cl, NMe2 ont été obtenus. Les ligands de chlorure sont dans ce cas facilement remplaçables par des éthoxydes ou des méthyles. On a observé l’activité la plus élevée jamais observée pour un complexe d’un métal du groupe 4 avec le complexe de (±)-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OEt)2 dans la polymérisation de lactide. L'étude cinétique a montré que la loi de vitesse est du premier ordre en catalyseur et en monomère et la constante de vitesse est k = 14 (1) L mol-1 s-1. L'analyse des polymères a montré l’obtention de masses moléculaires faibles et l’abscence de stéréocontrôle. La réaction de (±)-C6H10(nacnacXylH)2ZrCl2 avec le triflate d’argent donne le (±)-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OTf)2. Le complexe bis-triflate obtenu possède une activité catalytique elevée pour les additions du type aza-Michael. L’utilisation du R,R-C6H10(nacnacXylH)2Zr(OTf)2 énantiopur comme catalyseur, dans les additions du type aza-Michael asymétriques donne le produit desiré avec un excès énantiomérique de 19%.

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A novel diazirine functionalised aniline derivative, 3-(3-aminophenyl)-3-methyldiazirine 1, was prepared and employed as an AB(2)-type monomer in the synthesis of hyperbranched polymers; thus providing the first instance in which polyamines have been prepared via carbene insertion polymerisation. Photolysis of the monomer 1 in bulk and in solution resulted in the formation of hyperbranched poly(aryl amine)s with degrees of polymerisation (DP) varying from 9 to 26 as determined by gel permeation chromatography (GPC). In solution, an increase in the initial monomer concentration was generally found to result in a decrease in the molecular weight characteristics of the resulting poly(aryl amine) s. Subsequent thermal treatment of the poly(aryl amine) s caused a further increase in the DP values up to a maximum of 31. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopic analysis revealed that the increase in molecular weight upon thermal treatment resulted from hydroamination of styrenic species formed in the initial photopolymerisation or activation of diazirine moieties.

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Ce mémoire traite de la chimie des complexes pinceurs de nickel (II) cationiques ayant un ligand de type POCOP. Elle se divise en deux parties. La première traite de la synthèse, de la caractérisation et de la réactivité des complexes cationiques pinceurs de Ni(II) de type POCOP (POCOP = 1,3-bis(phosphinitobenzene), où C fait partie d’un cycle benzénique et est lié au métal, et P est un ligand phosphoré aussi lié au métal). Ces complexes ont un ligand acétonitrile coordonné au centre métallique et sont du type [(R-POCOPR’)Ni(NCMe)][OSO2CF3], où R est un substituant du cycle benzénique et R’ est un substituant sur le ligand phosphoré (R’ = iPr: R = H (1), p-Me(2), p-OMe(3), p-CO2Me(4), p-Br(5), m,m-tBu2(6), m-OMe(7), m-CO2Me(8); R’ = t-Bu : R = H (9), p-CO2Me(10)). Les complexes cationiques sont préparés en faisant réagir le dérivé Ni(II) neutre correspondant R-(POCOPR’)Ni-Br avec Ag(OSO2CF3¬) dans l’acétonitrile à température ambiante. L’impact des groupements R et R’ du ligand POCOP sur la structure et sur les propriétées électroniques du complexe a été étudié par spectroscopies RMN, UV-VIS et IR, analyse électrochimique, et diffraction des rayons X. Les valeurs de fréquence du lien C≡N (ν(C≡N)) augmentent avec le caractère électroattracteur du complexe, dans l’ordre 7 < 3 ~ 2 ~ 6 < 1 < 5 ~ 8 < 4 et 9 < 10. Ces résultats sont en accord avec le fait qu’une augmentation du caractère électrophile du centre métallique devrait résulter en une augmentation de la donation σ MeCN→Ni. De plus, les complexes cationiques montrent tous un potentiel d’oxydation Ni(II)/Ni(III) plus élevé que leurs analogues neutres Ni-Br. Ensuite, une étude d’équilibre entre un complexe neutre (R-POCOPR’)NiBr et un complexe cationique [(R-POCOPR’)Ni(NCMe)][OSO2CF3] démontre l’échange facile des ligands MeCN et Br. La deuxième partie de ce mémoire consiste en deux chapitres. Le premier (Chapitre 3) est une étude structurelle permettant une meilleure compréhension du mécanisme d’hydroamination des oléfines activées promue par les complexes présentés au chapitre 1, suivi de tentatives de synthèse de nouveaux composés POCOP cationiques comportant un ligand amine et nitrile, et de déplacement du groupement amine par un groupement nitrile. Le deuxième chapitre (4) décrit la réactivité et la cinétique de la réaction d’hydroamination et d’hydroalkoxylation d’oléfines activées, qui permet ainsi de mieux comprendre l’impact des différentes variables du système (groupements R et R’, température, substrats, solvent, etc.) sur la réactivité catalytique.

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Ce mémoire traite de la chimie des complexes pinceurs de nickel (II) cationiques ayant un ligand de type POCOP. Elle se divise en deux parties. La première traite de la synthèse, de la caractérisation et de la réactivité des complexes cationiques pinceurs de Ni(II) de type POCOP (POCOP = 1,3-bis(phosphinitobenzene), où C fait partie d’un cycle benzénique et est lié au métal, et P est un ligand phosphoré aussi lié au métal). Ces complexes ont un ligand acétonitrile coordonné au centre métallique et sont du type [(R-POCOPR’)Ni(NCMe)][OSO2CF3], où R est un substituant du cycle benzénique et R’ est un substituant sur le ligand phosphoré (R’ = iPr: R = H (1), p-Me(2), p-OMe(3), p-CO2Me(4), p-Br(5), m,m-tBu2(6), m-OMe(7), m-CO2Me(8); R’ = t-Bu : R = H (9), p-CO2Me(10)). Les complexes cationiques sont préparés en faisant réagir le dérivé Ni(II) neutre correspondant R-(POCOPR’)Ni-Br avec Ag(OSO2CF3¬) dans l’acétonitrile à température ambiante. L’impact des groupements R et R’ du ligand POCOP sur la structure et sur les propriétées électroniques du complexe a été étudié par spectroscopies RMN, UV-VIS et IR, analyse électrochimique, et diffraction des rayons X. Les valeurs de fréquence du lien C≡N (ν(C≡N)) augmentent avec le caractère électroattracteur du complexe, dans l’ordre 7 < 3 ~ 2 ~ 6 < 1 < 5 ~ 8 < 4 et 9 < 10. Ces résultats sont en accord avec le fait qu’une augmentation du caractère électrophile du centre métallique devrait résulter en une augmentation de la donation σ MeCN→Ni. De plus, les complexes cationiques montrent tous un potentiel d’oxydation Ni(II)/Ni(III) plus élevé que leurs analogues neutres Ni-Br. Ensuite, une étude d’équilibre entre un complexe neutre (R-POCOPR’)NiBr et un complexe cationique [(R-POCOPR’)Ni(NCMe)][OSO2CF3] démontre l’échange facile des ligands MeCN et Br. La deuxième partie de ce mémoire consiste en deux chapitres. Le premier (Chapitre 3) est une étude structurelle permettant une meilleure compréhension du mécanisme d’hydroamination des oléfines activées promue par les complexes présentés au chapitre 1, suivi de tentatives de synthèse de nouveaux composés POCOP cationiques comportant un ligand amine et nitrile, et de déplacement du groupement amine par un groupement nitrile. Le deuxième chapitre (4) décrit la réactivité et la cinétique de la réaction d’hydroamination et d’hydroalkoxylation d’oléfines activées, qui permet ainsi de mieux comprendre l’impact des différentes variables du système (groupements R et R’, température, substrats, solvent, etc.) sur la réactivité catalytique.