Synthèse, caractérisation et application de photocatalyseurs à base de cuivre

Abstract

Dans ce mémoire il est présenté la synthèse rapide et efficace d’une bibliothèque de 50 complexes de cuivre photoactifs comportant des ligands bisphosphines et diamines. Il a été différencié les complexes homoleptiques qui sont composés seulement du même ligand diamine, et les complexes hétéroleptiques, qui sont composés d’un ligand diamine et un ligand bisphosphine. Afin de prévoir la réactivité de ces complexes, ils ont été soumis à des analyses photophysiques. Les spectres d’absorbances ont été enregistrés sur la majorité des complexes de cuivre. Les spectres d’émissions et les mesures de potentiels redox ont été enregistrés sur une série de diamines et une série de bisphosphines dans le but de comparer l’influence de la diamine ou la bisphosphine sur le complexe de cuivre. L’efficacité de ces photocatalyseurs a pu être mis en évidence en les faisant performer dans cinq transformations différentes ayant des mécanismes distincts, tels que des mécanismes de photorédox, de transfert d’énergie et de transfert de protons et d’électrons couplés. Enfin, après avoir effectué une évaluation de tous les catalyseurs dans chaque transformation, la relation entre les rendements obtenus et les potentiels redox a été établie. Il a été observé que le ligand bisphosphine BINAP, s’avère être le plus efficace pour des réactions de photocatalyse au cuivre.

The thesis describes the rapid and efficient synthesis of a library of 50 copper complexes based upon bisphosphine and diamine ligands. Both homoleptic complexes which are composed of two diamine ligands, and the heteroleptic complexes, which are composed of a diamine ligand and a bisphosphine ligand, have been prepared. In order to predict the reactivity of the complexes in synthetic photochemistry, they were subjected to an analysis of their photophysical properties. Absorbance spectra were performed on all copper complexes. Emission spectra and redox potential measurements were performed on a series of complexes with varying diamines and a second series with varying bisphosphines, to compare the influence of diamine or bisphosphine on the complexes properties. The efficiency of the photocatalysts was demonstrated by testing them in five different photochemical transformations with distinct mechanisms: photoredox, energy transfer or proton-coupled electron transfer. Finally, after carrying out an evaluation of all the catalysts in each transformation, a comparison was made between the trend of the yields obtained, and the photophysical properties. In general, complexes bearing the BINAP ligand were found to be most effective for the different photocatalytic reactions.