Dans le premier chapitre, une étude bibliographique présente les rôles joués par les acides de Lewis du groupe 13, principalement du bore, en chimie organométallique. Même si dans ce domaine, ils sont principalement utilisés comme co-adduit, de rares exemples montrent que placés au sein d'un complexe métallique, ils peuvent (a) réaliser l'activation intramoléculaire d'une liaison M-X, (b) servir de point d'ancrage pour approcher un substrat riche en électrons du centre réactif et (c) interagir directement avec le métal lui-même.<br /><br />Dans le second chapitre, la synthèse et l'étude de la structure adoptée par les ligands ambiphiles sont discutées. Les facteurs régissant les préférences structurales des composés mono, di et triphosphine-borane sont étudiés.<br /><br />Dans le troisième chapitre, l'étude de la coordination de composés ambiphiles monophosphine-borane PB est réalisée vis-à-vis de complexes plan carré d8 ML4. Deux modes de coordination sont mis en évidence présentant un acide de Lewis non impliqué dans la coordination P→M, puis en interaction avec un chlorure porté par le métal P→M-Cl→B.<br /><br />Dans le quatrième chapitre, l'utilisation des composés diphosphine-borane PBP permet de mettre en évidence un troisième mode de coordination faisant apparaître une interaction M→B pour des complexes de rhodium, platine et palladium. L'analyse de cette interaction montre une forte dépendance vis-à-vis de la nature du métal.<br /><br />Enfin, dans le cinquième chapitre la variation de la nature du précurseur métallique, ainsi que la modulation de l'acidité de Lewis du site accepteur conduisent à deux complexes d'or présentant une interaction originale Au-B par la coordination des composés mono-phosphine-borane PB.<br /><br />L'ensemble de ce travail a été effectué en associant études expérimentales et études théoriques réalisées par Karinne Miqueu de l'Université de Pau et des Pays de l'Adour.

Ce travail porte sur la chimie de coordination des ligands ambiphiles combinant une base et un acide de Lewis. Le rôle que peut jouer l'acide de Lewis dans la sphère de coordination du métal est en particulier étudié par le biais d'une approche expérimentale et théorique. Le premier chapitre introduit le contexte et les principaux objectifs de ce travail. Le deuxième chapitre propose une étude des interactions métal→borane supportées par des ligands ambiphiles. Une description précise de l'interaction Au→B est proposée dans le cadre de la coordination de ligand diphosphine boranes. L'influence du fragment métallique sur la force de l'interaction M→B est également évaluée à travers l'étude d'une série isoélectronique de 7 complexes de triphosphine borane des métaux des groupes X et XI. Le troisième chapitre aborde les limites d'existence de ce type d'interaction en combinant ligands flexibles et métal peu basique. Un mode de coordination multi-centre est mis en évidence au sein d'une famille de complexes de Cuivre de mono- et di- phosphine boranes. Ce résultat met en lumière la capacité de ces ligands à adapter leur coordination en fonction de la demande électronique du métal. Le quatrième chapitre vise à déterminer l'influence du fragment acide de Lewis sur le mode de coordination des ligands ambiphiles. De façon inattendue, la complexation des ligands di- et tri- phosphine alanes conduit à des espèces zwittérioniques résultant d'une activation « totale » de la liaison M-X par l'acide de Lewis. La complexation des ligands phosphine gallanes conduit quant à elle à deux isomères de coordination, neutres et zwittérioniques, obtenus séparément ou en équilibre suivant le nombre de groupements donneurs du ligand.

Après avoir pu développer une nouvelle méthode de déracémisation de biphényles iodés permettant, pour la première fois, d’influencer la diastéréosélectivité de la réaction de piégeage du réactif d’Andersen par dédoublement cinétique, nous avons obtenu de nombreuses informations et développé des méthodes permettant de lever différents verrous synthétiques pour accéder à des paires de Lewis frustrées basées sur le squelette biphénylique et portant simultanément ou non un groupement acide de Lewis et une base de Lewis. Par la fonctionnalisation de ces biphényles, nous avons pu accéder à de nouvelles biphénylphosphines énantiopures pouvant jouer le rôle de base de Lewis dans le domaine des paires de Lewis frustrées (FLP) mais aussi d'organocatalyseur nucléophile ou de ligand pour la catalyse organométallique. Différentes méthodes ont ensuite été (re)développées, pour accéder à des acides de Lewis : d'une part la synthèse de boranes par fonctionnalisation de sels d'organotrifluoroborate de potassium comme précurseurs polyvalents d’acides de Lewis chiraux et énantiopurs et d'autre part l’utilisation de silanes électrophiles. L’ensemble des informations et méthodes découlant de ce travail pourront être appliquées à la synthèse de molécules ambiphiles, nouvelles paires de Lewis atropo-frustrées. / After having developed a new method of deracemization of iodinated biphenyls allowing us, for the first time, to influence the diastereoselectivity of the trapping by the Andersen reagent, we have turned our attention to the use of this molecular scaffold in the design of new frustrated Lewis pairs bearing either a Lewis acidic group, a Lewis basic group or simultaneously both groups. We first accessed a new series of enantiopure biphenylphosphines that can find applications as Lewis base (including the field of frustrated Lewis pairs), as nucleophilic organocatalyst or as ligand in organometallic catalysis. Then, various methods were (re)developed to access chiral biphenyl-based Lewis acids: firstly, the functionalization of biphenyltrifluoroborate salts as chiral and enantiopure borane precursors and secondly the use of electrophilic silanes. The whole information and methodologies developed herein may be applied to the synthesis of new ambiphilic compounds as new atropo-frustrated Lewis pairs.

La plateforme ferrocène est fréquemment utilisée en chimie de coordination et en catalyse pour son excellente résistance aux conditions de réaction poussées. Le squelette ferrocène permet de maîtriser l’agencement de plusieurs groupes fonctionnels d’intérêt. Des ansa-ferrocènes et des ferrocènes à conformation contrainte, permettant par leur structure de contrôler une proximité des groupes fonctionnels, ont été décrits.La première partie de cette thèse traite de la synthèse de cyclopentadiényles borylés disubstitués et de leur réaction d’assemblage pour la formation de métallocènes borylés à conformation contrainte. Des analyses par RMN et des calculs par DFT ont permis de mettre en évidence la diastéréosélectivité inédite de la synthèse.À partir de cette approche, la deuxième partie traite de l’agencement de fonctions acides/bases de Lewis sur une plateforme ferrocénique à conformation contrainte. La synthèse de cyclopentadiényles (P/B) trisubstitués a été initiée. La synthèse de ligands ambiphiles (P/B) par assemblage de cyclopentadiénures et l’influence des tertio-butyles sur leur conformation ont été explorées. Une nouvelle forme de couplage de spin à trois centres sans liaison covalente, impliquant la lacune du bore dans la transmission de spin 31P31P, a été observée en RMN pour un P,P,B-ferrocène très original.La troisième partie traite de la synthèse de ferrocènes (P/B) et (N/B) à conformation contrainte. La voie de synthèse alternative et diastéréosélective proposée s’est révélée efficace alors que le rôle des tertio butyles dans le contrôle conformationnel a été démontré. L’étude de leur réactivité de type paire frustrée de Lewis a été initiée avec le CO2. / Ferrocene platforms are useful in coordination chemistry and catalysis thanks to their robustness and versatile functionalization. Ferrocene backbone allows the implantation of several key functional groups in a restricted space, inducing close proximity and potential polyfunctional cooperation (see for instance ferrocenyl polyphosphine chemistry). Ansa ferrocene and ferrocene bearing conformational control inducing groups maximizing the proximity of key groups have been widely reported.The first part of this thesis focuses on the synthesis of new borylated cyclopentadienyl, and their use in formation of borylated metallocenes bearing conformational constraints. NMR analysis and DFT calculation exhibits the diastereoselectivity of assembly reaction.The second part deals with the arrangement of several Lewis acids and bases on a constraint ferrocene platform. Synthesis of trisubstituted cyclopentadienyl (P/B) has been initiated. Synthesis of ambiphilic ligands (P/B) by assembly reaction of cyclopentadienides and the influence of tert-butyl groups on their conformation have been explored. A new 31P31P spin coupling transmitted “through-space (nonbonded spin-spin coupling transmission) involving for the first time an empty orbital has been observed.The third part describes the synthesis of heteroannular (P/B) and (N/B) ferrocene directly from ferrocene functionalization. An efficient and diastereoselective synthesis has been developed and the influence of tert-butyl groups on the conformational control has been highlighted in both solid and solution state. Studies of the frustrated Lewis pair reactivity of these new ambiphilic ligands have been initiated by addition of CO2.