Ligands N,N’-chélatants pour les réactions d’hydrogénation et de déshydrogénation catalysées par le ruthénium et l’iridium

Cette thèse a démontré le potentiel des ligands fonctionnalisés pour améliorer de manière significative les performances de catalyseurs au ruthénium et à l'iridium dans diverses réactions. Les recherches menées s'inscrivent dans les principes de la chimie durable et ont permis d'obtenir des processus « verts » avec des réactions catalytiques réalisées sans additifs. L'acide formique a été utilisé comme liquide organique vecteur d'hydrogène (LOHC) pour libérer de l'hydrogène et procéder à la réduction sélective de cétones et du furfural, un produit biosourcé. Des études antérieures avaient démontré que le ligand sulfate pouvait jouer le rôle de base lors de la déshydrogénation de l'acide formique. Ce concept de « ligand non-innocent » a été élargi à d’autres ligands pour la synthèse de nouveaux catalyseurs bifonctionnels.Un nouveau complexe scorpion du ruthénium a réalisé la réduction sans base de liaisons C=O. De même, un nouveau catalyseur à l'iridium incorporant à la fois des groupes donneurs d'électrons et un carboxylate basique a démontré une activité catalytique fortement améliorée pour la déshydrogénation de l'acide formique. Ce catalyseur a démontré une activité plus de deux fois supérieure à celle d’un catalyseur précédent synthétisé. De plus, il est capable de déshydrogéner l'acide formique pur, atteignant le plus haut TOF rapporté sans additifs. La recherche a également porté sur la réduction catalytique du furfural en alcool furfurylique. L'utilisation d'un catalyseur d’iridium à ligand bipyridine a permis d'obtenir d'excellents résultats dans des conditions douces.