Dans cette thèse, nous nous concentrerons principalement sur l’utilisation de complexes basse-valence de cobalt bien définis de la famille des RCo(PMe3)4 pour l’activation de divers types de liaisons (C–H, Si–H, C–X). Notre but était de développer un système compétitif par rapport au système bimétallique de Yoshikai, mais aussi par rapport aux systèmes onéreux à base de rhodium. Nous avons démontré avec succès que les complexes isolés Co(PMe3)4 et HCo(PMe3)4 étaient des catalyseurs efficaces pour l’hydroarylation de différents alcynes et alcènes via une activation de liaisons C–H. De plus, nous avons fait une étude mécanistique en couplant des marquages au deutérium et des études de chimie théorique. Nous avons déterminé que la fonctionnalisation de liaisons C–H se faisait selon un mécanisme concerté appelé ‘’Ligand-to-Ligand Hydrogen Transfer’’ (LLHT). A partir de ces études, nous avons pu aussi développer une hydrosilylation hautement régio- et stéréosélective d’alcynes permettant d’utiliser un grand nombre de silanes différents. Nous avons pu au cours de cette étude isoler un nouveau complexe de cobalt(III) bis-hydrure jouant un rôle important dans le mécanisme. Enfin, nous décrivons aussi que ces mêmes complexes de cobalt RCo(PMe3)4 sont capables de catalyser l’homocouplage de bromure et chlorure de benzyle en présence de dimethylzinc. Une étude mécanistique préliminaire suggère que la réaction procède par deux transferts mono-électroniques et que le diméthylzinc permet de régénérer le catalyseur. / This thesis has focused on the use of well-defined low-valent cobalt complexes of the family RCo(PMe3)4 for a variety of bond activation (C–H, Si–H, C–X). We aimed to develop a catalytic system that could compete with the previously reported bimetallic systems of Yoshikai and expensive rhodium catalysis. To this end, we successful demonstrated that Co(PMe3)4 and HCo(PMe3)4 are efficient catalysts for the hydroarylation of a broad variety of alkynes and alkenes. In addition, we carried out extensive mechanistic investigations using deuterium labelling experiments and theoretical studies namely DFT. The main finding of these studies was that the C–H bond activation proceeded via a ligand-to-ligand hydrogen transfer mechanism. Following on from this study we then showed that it was possible to carry out the regio- and stereoselective hydrosilylation of internal alkynes with a broad variety of hydrosilanes. During this study we successfully isolated an interesting cobalt(III) intermediate which we believe plays a crucial role in the reaction mechanism. Finally, we report on the ability of these catalysts to efficiently catalyze the homocoupling of benzyl halides in the presence of dimethylzinc. Initial mechanistic investigations suggest that the reaction takes via two single electron transfers and that dimethylzinc act to regenerate the catalyst.

Une nouvelle synthèse stéréosélective d’acides phosphineux-borane est décrite par hydrolyse d’aminophosphines borane préparées par réaction d'organolithiens sur un complexe d'oxazaphospholidine-borane dérivé de l'éphédrine. Par réaction avec un acide fort, ces acides phosphineux-borane conduisent aux oxydes de phosphines secondaires P-chirogéniques correspondants avec de très bons rendements (90%) et rétention complète de la configuration sur l'atome de phosphore. Les oxydes de phosphines secondaires ont été utilisés en catalyses d'hydrogénation et de Heck asymétriques par des complexes de rhodium et de palladium. Dans une seconde partie, une nouvelle synthèse d’oxydes de phosphines P-chirogéniques substitués par des groupements ortho halogénophényles a été décrite. Le principe de cette synthèse repose sur l’addition d’un oxyde de phosphine secondaire sur un benzyne préparé in situ à partir de dihalogénobenzène. Ces oxydes de phosphines o-halogénés ont été utilisés en synthèse de nouveaux dérivés fonctionnalisés en position ortho par des réactions d’homocouplage par le cuivre ou d’hétérocouplage catalysée par des complexes de palladium. Dans une dernière partie, la préparation de clusters de cuivre chiraux a été réalisée en utilisant des monophosphines P-chirogéniques. La structure par rayons X, le dichroïsme circulaire, et les propriétés photophysiques des clusters chiraux sont présentés. / A new stereoselective synthesis of phosphinous acid boranes is described by hydrolysis of aminophosphines boranes prepared by reaction of the oxazaphospholidine complex derived from ephedrine with organolithium reagents.By reaction with a strong acid, the phosphinous acid boranes lead to the corresponding P-chirogenic secondary phosphine oxides in very good yields (90%) and with complete retention of the configuration at the phosphorus atom. The secondary phosphine oxides have been used in asymmetric hydrogenation and intramolecular Heck cyclisation using rhodium and palladium complexes, respectively. In a second part, a new synthesis of P-chirogenic ortho-halogenophenyl phosphine oxides is described. The principle of this synthesis is based on the addition of secondary phosphine oxides to a benzyne, prepared in situ from dihalogenobenzene. The o-halogenophenylphosphine oxides were used to prepare many functionalized derivatives in ortho position by reactions such as homocoupling with copper or heterocoupling catalyzed by palladium complexes. In the last part, the synthesis of chiral copper clusters was performed using P-chirogenic monophosphines. The X-ray structure, circular dichroism, and the photophysical properties of the chiral clusters were presented.