Les stocks de glycérol à travers le monde augmentent, étant une matière première secondaire, ce produit chimique doit être valorisé. La co-production d'énergie électrique ou d'hydrogène et de produits chimiques à valeur ajoutée à partir du glycérol peut être réalisée dans des réacteurs électrochimiques. L'oxydation de glycérol est une réaction complexe qui peut conduire à un grand nombre de produits chimiques et d'intermédiaires utiles pour l'industrie. Le développement de catalyseurs spécifiques pour orienter les chemins réactionnels de l'électrooxydation du glycérol vers les produits désirés est un objectif très important. Des nanoparticules non supportées de palladium à distribution de taille et de forme contrôlées ont été synthétisées par une voie colloïdale et caractérisées par microscopie électronique et des méthodes électrochimiques afin d'obtenir une corrélation entre la structure de surface et la réponse électrochimique. Ces électrolyseurs modèles ont été modifiés par dépôt d'adatomes de bismuth. Et leur activité et sélectivité vis-à-vis de l'électrooxydation du glycérol ont été respectivement évaluées par voltammétrie cyclique et spectroscopie infrarouge in situ. Des matériaux plus proches d'applications industrielles à base de palladium et d'éléments du groupe p (Bi, Sn) ont ensuite été aussi synthétisés et évalués vis-à-vis de l'électrooxydation du glycérol. Les résultats obtenus montrent clairement l'influence de la composition, de l'orientation de surface et de la nature de catalyseur sur l'activité et la sélectivité dans la réaction de l'électrooxydation du glycérol. / The worldwide glycerol stocks are increasing; this chemical could be used as a secondary primary raw material. Electric energy or hydrogen and added-value-chemical cogeneration can be performed in electrochemical reactors. Glycerol oxidation is made up of complex pathway reactions that can produce a large number of useful products and valuable fine intermediates.The development of specific catalysts for electrooxidation of glycerol to obtain desired products is a very important goal.Unsupported palladium nanoparticles with controlled size and shape distribution were synthesized by a colloidal method and characterized by electron microscopy and electrochemical methods to obtain a correlation between the surface structure and the electrochemical response. These model electrocatalists have been modified by adatoms of bismuth. And their activity and selectivity towards the electrooxidation of glycerol were respectively evaluated by cyclic voltammetry and in situ infrared spectroscopy. Other materials for industrial applications based on palladium and p elements (Bi, Sn) were also synthesized and evaluated towards the electrooxidation of glycerol.The results clearly show the influence of the composition, surface orientation and the nature of the catalyst on activity and selectivity in the reaction of electrooxidation of glycerol.

M.Sc. (Chemistry) / This study deals with the synthesis of nitrogen-donor pyrazole- and pyrazolylethylamine compounds, their reactions with palladium(II) and nickel(II) precursors to form complexes and the applications of theses palladium(II) and nickel(II) complexes as catalysts for ethylene oligomerization reactions and reactions of higher α-olefins in Friedel-Crafts alkylation of aromatic solvents. A series of ligands, 3,5-di-tert-butyl-1H-pyrazole (L3), 3,5-diphenyl-1H-pyrazole (L4), 5-phenyl-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole (L5) were synthesized using appropriate amounts of diketones and hydrazine hydrate; while ligands, 2-(1H-pyrazol-1-yl)ethylamine (L6), 2-(3,5-dimethyl-1H-pyrazol-1-yl)-ethylamine (L7), 2-(3,5-di-tert-butyl-1H-pyrazol-1-yl)-ethylamine (L8), 2-(3,5-diphenyl-1H-pyrazol-1-yl)-ethylamine (L9) and 2-(5-phenyl-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazol-1-yl)ethylamine (L10) were prepared via the N sp3 alkylation of the corresponding pyrazoles with bromoethylamine Reactions of L1-L5 with [PdCl2(CNMe)2] formed five complexes of general formula [PdCl2 (L)2] {L = L1 (2.1), L2 (2.2), L3 (2.3), L4 (2.4) and L5 (2.5)}. Similarly [NiBr2(DME)] formed five complexes of general formula [NiBr2(L)2] {L = L1(2.6), L2 (2.7), L3 (2.8), L4 (2.9) and L5 (2.10)}. Complexes 2.1-2.10 were synthesized in a 2:1 mole ratio of ligand and metal precursor. Reactions of L6-L10 with [PdCl2(MeCN)2] yielded complexes 3.1-3.5 respectively. Ligands L6-L10 were also complexed with NiCl2.6H2O to give complex 3.6 while [NiCl2(DME)] and [NiBr2(DME)] gave complexes 3.7-3.8 and 3.9-3.13 respectively...

M.Sc. / In search of developing new pyrazolyl complexes that can be used for ethylene transformation reactions, bis(pyrazolyl)alky carbonyl and amine complexes were prepared. The reaction between 3,5-dimethylpyrazole with alkyl-carbonyl chloride linkers in the presence of triethylamine as a base produced the ligands, 1,3-bis(3,5- dimethylpyrazol-1-yl)-propan-1-one (L1), 1,2-bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-ethane- 1,2-dione (L2), 1,4-bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-butane-1,4-dione (L3) and 1,6- bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-hexane-1,6-dione (L4) as white to brown crystalline solids in good yields. Ligand L5 was prepared by using bis(2-chloroethyl)-amine hydrochloride and 3,5- dimethylpyrazolevia via a phase-transfer reaction, while L6 was obtained using the bis(2-chloroethyl)-amine hydrochloride and 3,5-diphenypyrazole in the presence of triethylamine as a base. They were isolated in moderate yields, while their ditertiarypyrazole derivative was not obtained at all. All the ligands were characterized by a combination of 1H and 13C{1H}-NMR spectroscopy, infrared spectroscopy, elemental analysis and mass spectrometry. Ligands L1 and L4 were further confirmed by X-ray crystallography. Ligands L1 and L6 were subsequently used to prepare their corresponding Pd, Ni and Cr complexes. L1 was reacted with [PdCl2(NCMe)2] to form a bidentate complex 1,3- bis-(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-propan-1-one palladium dichloride (1a) when the reaction was heated at 80 oC, while a tridentate complex 1,3-bis(3,5-dimethylpyrazol- 1-yl)-propan-1-one palladium chloride (1b) was obtained when the reaction was refluxed. 1,3-bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-propan-1-one nickel(II) bromide (2) was obtained when NiBr2 was reacted with L1 at room temperature while the reaction between L1 and [CrCl3(THF)3] gave 1,3-bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-propan-1-one chromium(III) chloride (3). Ligand L6 was reacted with the same metal salts to give bis[2-(3,5-dimethylpyrazol- 1-yl)-ethyl] amine palladium(II) chloride (4), bis[2-(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-ethyl] amine nickel(II) chloride (5) and bis[2-(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-ethyl] amine chromium(III) chloride (6). All the complexes were characterized by the already mentioned characterization techniques and X-ray analysis was performed for 1b and 4. Ethylene transformation reactions were performed with complexes 1a, 2, 3, 5 and 6, and complexes 1a and 4 were not used because of their geometrical structures, which prevented them to be active for such reactions. Using MMAO and EtAlCl2 as cocatalysts complexes 1a and 3 showed no activity, however complexes 2 and 6 were active. Complex 2 was used with MMAO and showed no activity, while with EtAlCl2 oligomers were produced. Gas-chromatography analysis of the products showed that C6-C14+ oligomers were obtained. Temperature variation reactions performed under standard conditions of 20 bar ethylene pressure and 200 equivalents of EtAlCl2 in one hour showed that certain oligomers were not favoured under certain temperatures. Ethylene reactions with complex 6 and EtAlCl2 did not form any product but with MMAO polymer material was obtained. Analysis of the polymer by differential scanning calometry proved that the product was high density polyethylene. Studies of temperature, co-catalyst and pressure variations were performed. As expected for temperature studies the catalyst decomposed at high temperatures (above 40 oC), while for co-catalyst studies 3000 equivalents of MMAO gave the lowest TON. Pressure variations studies showed that an increase in ethylene pressure also increased the TON, but above 30 bar the activity became stable.

Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la synthèse de photo-interrupteurs organiques [DAE, di(hétéro)arylethenes] via activation de liaisons sp² C-H d'hétéroaromatiques catalysées par le palladium. Le système catalytique pour l'arylation directe précédemment établi, Pd(OAc)₂/KOAc/DMAc, s'est montré adapté aux nouvelles transformations souhaitées. Cette méthode permet l'accès direct à une grande variété de molécules photo-commutable en peu d'étapes. En outre, concernant le développement de nouvelles procédures de fonctionnalisation de liaisons C-H d'hétéroaromatiques, nous avons constaté que le système catalytique Pd(CH₃CN)₂Cl2/Li₂CO₃/dioxane, pour le couplage de thiophènes avec des chlorures d'arylsulfonyle conduit à des thiophènes β-arylés. Ce nouveau système catalytique peut également être utilisé dans une réaction d'addition conjuguée, en utilisant des énones et des chlorures d'arylsulfonyle en tant que partenaires de couplage. Enfin, nous avons décrit la formation de 4-aryl-1,2,3,4-tetrahydroquinolines via Heck/sp² C-H activation co-catalysée par PdCl₂/CuBr. / During this thesis, we were interested in the synthesis of organic photo-switches [DAE, di(hetero)arylethenes] via palladium catalyzed sp2 C-H bond activation of heteroaromatics. The previously established catalysts system for direct arylation, Pd(OAc)₂/KOAc/DMA, was found to be suitable for the new desired transformations. This method allows the straightforward access to a wide variety of useful photo-switchable molecules in a few steps. Moreover, during the course of further developments of C-H bond functionalization of heteroaromatics, we found that a phosphine free catalytic system, Pd(CH₃CN)₂Cl2/Li ₂CO₃/dioxane, promotes the coupling of thiophenes and arylsulfonyl chlorides to afford unexpected β-arylated products. This new catalytic system can also be utilized in conjugate addition reaction by using enones and arylsulfonyl chlorides as coupling partners. Finally, we describe PdCl2/CuBr co-catalyzed formation of 4-aryl-1,2,3,4-tetrahydroquinolines via cascade desulfitative Heck/sp² C-H activation sequence.

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la chimie des carbènes N-hétérocycliques (NHC) et s'articule autour de la fonctionnalisation directe de l'hétérocycle des l'imidazol-2-ylidènes par substitution formelle d'un ou deux groupements diméthylamino. Deux nouvelles catégories de NHCs ont d'abord été obtenues par cette stratégie, dénommées 4-(diméthylamino)imidazol-2-ylidène IArNMe2 et 4,5-bis(diméthylamino)imidazol-2-ylidène IAr(NMe2)2. Les sels d'imidazolium précurseurs de ces NHCs, à savoir le triflate de 4-(diméthylamino)imidazolium (IArNMe2)·HOTf et le triflate de 4,5-bis(diméthylamino)imidazolium (IAr(NMe2)2)·HOTf, ont été synthétisés en couplant la formamidine disubstituée correspondante avec le N,N-diméthyl-chloroacétamide et le 1,2-dichloro-1,2-bis(diméthylamino)éthylène généré in situ respectivement. La quantification des propriétés électroniques des deux nouveaux NHCs a été réalisée à l'aide des complexes de type [Rh(IMes(NMe2)xCl(CO)2], montrant que la donation électronique des ligands NHCs augmente séquentiellement par la décoration avec un ou deux groupements diméthylamino, tandis que les propriétés de p-rétrodonation des NHCs ne sont que légèrement influencées. Par la suite, les complexes de palladium Pd-PEPPSI-IPrNMe2 et Pd-PEPPSI-IPr(NMe2)2 (PEPPSI : Pyridine Enhanced Preparation Purification Stabilization and Initiation) ont été préparés par des voies de complexation classiques. Les propriétés stériques des ligands a été évaluée par la mesure du pourcentage de volume occupé (%Vbur), et il est apparu que les propriétés stériques de ces deux nouveaux ligands NHCs sont également accrues. Les activités catalytiques des deux pré-catalyseurs ont été évaluées en amination de type Buchwald-Hartwig et comparées avec celle de la référence Pd-PEPPSI-IPr. Le pré-catalyseur Pd-PEPPSI-IPr(NMe2)2 s'est révélé le plus actif en amination des chlorures d'aryle à température ambiante. Il constitue également le catalyseur Pd-NHC le plus efficace et le plus général connu à ce jour en permettant de réaliser l'amination des chlorures d'aryle avec une charge de catalyseur très faible (jusqu'à 50 ppm), ou à l'aide d'une base faible telle que le carbonate de césium, et même d'activer les tosylates d'aryle, substrats beaucoup plus difficiles que les chlorures d'aryle . Afin de rationaliser au mieux les effets observés en catalyse en termes de propriétés stéréoélectroniques des ligands NHCs, le squelette arrière aminé des imidazol-2-ylidènes a été dérivatisé plus avant, soit en augmentant la contrainte stérique du groupe NMe2 dans IAr(NMe2) en ciblant le ligand IAr(NiPr2), soit en remplaçant formellement un des groupes amino par un groupe éléctro-attracteur tel un halogène dans le ligand IAr(NMe2)2. Alors que le sel d'imidazolium (IArNiPr2)·HOTf a été synthétisé suivant la même méthode que (IArNMe2)·HOTf, l'halogénation oxydante du squelette d'arrière de (IArNMe2)·HOTf par du NCS ou du NBS a donné les sels (IArNMe2, X)·HOTf avec de très bons rendements dans des conditions très douces. Il convient de noter que cette réactivité originale a été également observée sur les complexes de rhodium(I) et le palladium(II) du ligand IAr(NMe2). Les influences électroniques et catalytiques de ces modifications ont été étudiées de la même façon. / This work is incorporated within the framework of the chemistry of N-Heterocyclic Carbenes (NHCs) and aims at functionalizing the skeleton of imidazol-2-ylidenes by attachment of one or two amino groups. Two new NHC classes were first obtained by this strategy, namely the 4-(dimethylamino)imidazol-2-ylidene IArNMe2 and the 4,5-bis(dimethylamino)imidazol-2-ylidene IAr(NMe2)2. The synthesis of the precursors of these NHCs, the 4-(dimethylamino)imidazolium triflates (IArNMe2)·HOTf and the 4,5-bis(dimethylamino)imidazolium triflates (IAr(NMe2)2)·HOTf is based on the coupling between the corresponding disubstituted formamidine and either an a-chloroacetamide for the mono-amino derivative or a reactive dichlorodiaminoethene for the bis-amino analogue. The electronic properties of the resulting new NHCs ligands have been studied by measurement of their Tolman Electronic Parameter (TEP) values obtained from the IR spectra of the complexes [Rh(IMesXY)Cl(CO)2] and by 77Se NMR spectroscopy of their corresponding selenoureas [(IMesXY)=Se]. It was shown that the electronic donation of the carbenic carbon sequentially increases by decoration with one or two amino groups respectively whereas the p-accepting properties of the NHC are only slightly or even not affected by the adjunction of the NMe2 groups on the imidazolyl backbone. Later, the synthesis of the two new PEPPSI-type palladium pre-catalysts PEPPSI-Pd-IPrNMe2 and Pd-PEPPSI-IPr(NMe2)2 were successfully achieved. From the calculated the percent buried volume %Vbur which is related to the steric properties of the two supporting NHC ligands, it appeared that grafting one amino group onto the backbone already leads to significant improvement of steric congestion while the second amino only results in a slight increase of the steric issue. The catalytic efficiencies of both pre-catalysts were evaluated in the benchmark Buchwald-Hartwig amination and compared with this of the reference PEPPSI-Pd-IPr. The bis-aminated pre-catalyst Pd-PEPPSI-IPr(NMe2)2 was shown to be the most active and stable pre-catalyst, and it was shown to be also highly efficient in more challenging amination reaction. It indeed allows to carry out the amination of aryl chlorides at low catalyst loadings or by using a mild base such as cesium carbonate, and even to activate the aryl tosylates, which are more difficult substrates than aryl chlorides. In order to study the critical stereoelectronic properties of the NHC ligands for the efficiency of the corresponding catalysts, further derivatization of the heterocyclic backbone was carried out, either by increasing the bulkiness of the mono-amino group from dimethylamino to diisopropylamino group to generate the carbene IArNiPr2, or by formally replacing one dimethylamino group by an halogen X in the bis-aminoimidazo-2-ylidene to give the carbenes IArNMe2,X. While the imidazolium salts (IArNiPr2)·HOTf was synthesized following the same method as (IArNMe2)·HOTf, the oxidative halogenation of the backbone of (IArNMe2)·HOTf with a N-halosuccinimide afforded (IArNMe2,X)·HOTf in good yields under very mild conditions. Noteworthy, this original reactivity was also observed on the rhodium and palladium complexes of this ligand.

Ce travail traite de la réduction catalytique sélective des oxydes d’azote en utilisant du méthane comme agent réducteur sur catalyseurs bimétalliques Pd/Ce/zéolithes. Dans un premier temps, la méthode d’introduction du palladium, la teneur en palladium et cérium ainsi que l’ordre d’introduction des métaux ont été optimisés pour une formulation considérant une zéolithe MOR comme support catalytique. Puis, l'effet des différentes conditions opératoires ont été évalués. L’effet du support catalytique a été également étudié en comparant un catalyseur PdCe-BEA au catalyseur PdCe-MOR résultant de l’optimisation effectuée. Il a été montré que les deux catalyseurs possèdent différentes espèces métalliques conduisant ainsi à différentes performances catalytiques. Des Relations structure/réactivité ont été établies par différentes techniques de caractérisation et des résultats des tests catalytiques. Il a été mis en évidence un effet synergique résultant de la combinaison de ces deux catalyseurs dans le même pot catalytique (configurations lit mélangé et lit double). Un traitement thermique innovant appliqué au catalyseur PdCe-MOR, pendant sa préparation a été développé et optimisé. Dans certaines conditions, ce traitement conduit à l’amélioration de la performance catalytique, notamment, à une conversion de NOx à N2 et à une sélectivité de CH4 pour la réaction NOx RCS plus élevée. Enfin, des catalyseurs structurés ont été préparés par "washcoating" de PdCe-MOR sur des monolithes de cordiérite possédant des géométries différentes. Les paramètres de préparation ont été ainsi évalués par des techniques de caractérisations et par des tests en banc de gaz. / The selective catalytic reduction of nitrogen oxides, in lean-conditions, using methane as reductant (NOx CH4-SCR) over PdCe/zeolite-based catalysts was considered in this work. Preparation method for palladium introduction, palladium/cerium loadings and metal introduction order were optimised for a formulation considering MOR zeolite as the catalytic support. The effect of different test conditions, namely [CH4]/[NO] ratio and water presence in the reaction mixture was assessed. The effect of the zeolite support in the stabilisation of Pd/Ce species was also evaluated by preparing a similar PdCe-BEA catalyst to the optimised PdCe-MOR catalyst, considering the same metal loadings and preparation methods. Both catalysts exhibited different metal species and different catalytic performances. Structure-reactivity relationships were drawn from the comparison of several characterisation techniques and catalytic test results for both catalysts. A synergic effect resulting from the use of both catalysts in a single bed application (mixed-bed and dual-bed configuration) is reported. An innovative thermal treatment applied to PdCe-MOR catalyst during its preparation is reported. Under certain conditions, this treatment results in the enhancement of the catalytic performance, namely, in higher NOx conversion into N2 and CH4 selectivity towards NOx SCR. Structured catalysts were prepared by washcoating of PdCe-MOR onto cordierite monoliths with different geometry (cpsi). Preparation parameters were evaluated through characterisation techniques and the catalytic performance was assessed in a synthetic gas bench plant.

M.Sc. / This study describes the synthesis of pyrazolyl palladium and nickel complexes and their applications as catalysts for the co-polymerization of olefins with carbon monoxide and also as ethylene oligomerization catalysts. A series of compounds, 2-(3,5-dimethyl-pyrazol-1-yl)-ethyl]-pyridin-2-ylmethylene-imine (L1), 2-(3,5-di-tert-butyl-pyrazol-1-yl)-ethyl]-pyridin-2-ylmethylene-imine (L2), 2-(3,5-dimethyl-pyrazol-1-yl)-ethyl]-thiophen-2-ylmethylene-imine (L3), 2-(3,5-di-tert-butyl-pyrazol-1-yl)-ethyl]-thiphen-2-ylmethylene-imine (L4), 2-(3,5-dimethyl-pyrazol-1-yl)-ethyl]-5-bromothiophen-2-ylmethylene-imine (L5), 2-(3,5-di-tert-butyl-pyrazol-1-yl)-ethyl]-2bromothiophen-2-ylmethylene-imine (L6), 2-(3,5-dimethyl-pyrazol-1-yl)-ethyl]-pyrrol-2-ylmethylene-imine (L7) and 2-(3,5-di-tert-butyl-pyrazol-1-yl)-ethyl]-pyrrol-2-ylmethylene-imine (L8)] were prepared via Schiff base condensation of the appropriate amines and aldehydes. Reactions of L1-L6 and L8 with [PdClCH3(cod)] formed six complexes of general formula [PdClCH3(L)] {L = L1 (1), L2 (2), L3 (3), L4 (4), L5 (5) and L6 (6)} and [Pd(L8)2] (7). Complexes 1-6 were converted to the cationic compounds [PdCH3(L)]BAr4 {L = L1 (8), L2 (9), L3 (10), L4 (11), L5 (12) and L6 (13)} by the reaction of compounds 1-6 with the halide abstractor Na[BAr4] (where Ar = (3,5-(CF3)2C6H3) in a 1:1 mole ratio. For compounds 8 and 9 the cationic species were stabilized by the coordination of the pyrazolyl units of the ligands, which were uncoordinated in the parent palladium complexes 1 and 2. The cationic complexes 10-13, however, were stabilized by v coordination of NCCH3 to the palladium centre. Complexation of L1, L2, L5 and L6 with [PdCl2(NCCH3)2] gave the palladium dichloro complexes [PdCl2(L)], {L = L1 (14), L2 (15), L5 (16), and L6 (17)}. Compounds L1, L2, L7 and L8 were reduced to form compounds L9-L12 respectively and were reacted with [NiBr2DME] to form complexes [NiBr2(L)] {L = L9 (18), L10 (19), L11 (20) and L12 (21).

La catalyse par les métaux de transition a pris une ampleur considérable depuis quelques décennies et est devenue un outil puissant en chimie organométallique. La réaction de CH ortho fonctionnalisation, impliquant une catalyse duale palladium/norbornène, découverte à la fin des années 90, a permis une grande avancée dans le domaine des réactions multi-composantes. Elle permet d’accéder à des structures polycycliques via un mécanisme original, impliquant la formation d’un palladacycle. Elle constitue également la première réaction catalytique incluant trois états d’oxydation du palladium (0, II et IV). Dans un contexte où la chimie tend à être plus éco-compatible, nous souhaitions tirer avantage de cette réaction pour la synthèse de dibenzoazépines. Ils représentent en effet d’intéressants motifs utilisés aussi bien en organocatalyse que comme composés bioactifs, cependant les synthèses existant à ce jour ne permettent pas de diversifier la structure de ces molécules et requièrent souvent des séquences multiples étapes ou des réactifs toxiques. La synthèse de dibenzoazépines a ainsi été réalisée selon une approche à trois composants incluant une bromobenzylamine, un iodure aromatique ortho substitué et une oléfine portant un groupement électro-attracteur via une séquence de CH ortho fonctionnalisation/Heck/aza-Michael. Remarquablement, cette dernière étape présente une diastéréosélectivité totale. L’emploi de bromobenzylamine substituée racémique montre la même sélectivité grâce à un dédoublement cinétique. L’accès à un large panel de molécules, ainsi qu’aux imines correspondantes via un mécanisme de rétro-Mannich par l’emploi d’une oléfine énolisable, démontre la robustesse de la réaction d’ortho CH-fonctionnalisation. La formation de liaison carbone-carbone par les métaux de transition a été largement développée depuis quelques décennies. Cependant elle génère souvent des déchets et l’utilisation de réactifs toxiques à haute température. La catalyse photorédox connaît un vif intérêt depuis peu et a l’avantage d’utiliser la lumière comme source d’énergie couplé à une faible quantité catalytique de métal ou d’organocatalyseur. Nous avons ainsi développé une méthode de couplage biaryalique via une catalyse photorédox médiée par un complexe de ruthénium. Les précurseurs à coupler que sont les arènes diazoniums ont l’avantage de ne générer comme déchets que du diazote, et réalise une réaction de substitution homolytique aromatique sur des accepteurs aromatiques ou hétéroaromatiques. De plus elle se déroule à température ambiante en l’absence de base. Elle constitue donc une alternative pour le couplage biarylique en une chimie éco-compatible. / Catalysis by transition metal has considerably grown these decades and has become a powerful tool in organometallic chemistry. The CH ortho fonctionnalisation reaction, involving a duale palladium/norbornene catalysis, discovered at the end of the 90’s, allowed a breakthrough in the field of multi-component reactions. It provides access to polycyclic structures through an original mechanism, involving a palladacycle formation. It is the first catalytic reaction including three oxidation states of palladium (0, II and IV). In a context where the chemistry is going to be more ecocompatible, we wished taking advantage of this reaction to synthetize dibenzoazepines. They represent interesting scaffold both as organocatalysts and as bioactive compounds, however the existing synthesis don’t allow diversifying the structure of these molecules and often requiring multi-step sequences or toxic reagents. Dibenzoazepines synthesis has been realised according a three components approach from readily available reagents, a bromobenzylamine, an ortho substituted aromatic iodide and an electrowithdrawing olefin via a CH ortho fonctionnlisation/Heck/aza-Michael sequence. Remarquably, this last step presents a total diastereoselectivity. Using racemic substituted bromobenzylamine shows the same selectivity thanks to a parallel kinetic resolution-like mechanism. The access to a wide range of molecules, and the corresponding imine via a retro-Mannich mechanism using an enolisable olefin demonstrates the robustness of the ortho CH fonctionnalisation reaction.  Carbon-carbon bond formation by transition metal has been largely developped since decades. However, it often generate waste and use toxic reagent at high temperature. Photoredox catalysis is a great success recently and have the advantage to use light as energy source and small amounts of metal and organocatalyst. We have developed a method of biarylic coupling via a photoredox catalysis mediated by a ruthenium complex. Arene diazonium, the precursor coupled, have the advantage to generate diazote as waste, and realise an homolytic aromatic substitution on aromatic and heteroaromatic acceptors. Moreover, it takes place at room temperature without base. It is an alternative for the biarylic coupling and an green chemistry.

Die Anwendung von körperfremden Materialien zur Behandlung verschiedenster Krankheitsbilder, wie zum Beispiel als Zahnersatz oder Knochenstabilisierung, ist seit Jahrtausenden fester Bestandteil in der Medizin. Während damals hauptsächlich stabile Materialien genutzt wurden, die möglichst wenig mit dem menschlichen Körper interagieren, wird heutzutage ein anderer Ansatz verfolgt. Intelligente Materialien können nicht nur passiv die Heilung unterstützen, sondern aktiv zu ihr beitragen. Ein berühmtes Beispiel hierfür ist das Formgedächtnismaterial Nitinol, das in Stents zur Behandlung verengter Arterien eingesetzt wird. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Eisen-Palladium, einem neuen Formgedächtnismaterial, bei dem der Effekt nicht wie bei Nitinol über eine Temperaturänderung sondern durch ein äußeres Magnetfeld induziert wird. Da man somit körpertemperaturbedingte Restriktionen in biomedizinischen Anwendungen umgehen kann, birgt Eisen-Palladium ein hohes Potential für Drug-Delivery Systeme oder mikromechanische Pumpen. Da eine optimale Verträglichkeit des Materials mit seiner biologischen Umgebung absolut unabdingbar ist, untersucht diese Arbeit verschiedene Möglichkeiten, die Oberfläche zu modifizieren und somit die Adhäsion biologischer Zellen zu unterstützen. Zu diesem Zweck wurden das Peptid RGD als spezifische Zelladhäsionssequenz, ein Plasmapolymer auf L-Lysin Basis als unspezifische Beschichtung und die Nanostrukturierung der Eisen-Palladium Oberfläche durch Glanzwinkeldeposition untersucht. Die verwendeten Methoden beinhalten Immunofluoreszenztests zur Quantifizierung der fokalen Kontakte zwischen Zellen und Material, theoretische Dichtefunktionaltheorie Rechnungen, sowie Kontraktilitätsmessungen mittels eines selbst entwickelten Biegebalkenaufbaus. Somit gelingt es in dieser Arbeit, die gegenseitigen Beziehungen des Materials mit der jeweiligen Oberflächenmodifikation mit den lebenden Zellen aus verschiedenen Blickwinkeln zu analysieren. Durch eine Kombination aus experimentellen und theoretischen Methoden werden die Stärken und Schwächen der einzelnen Funktionalisierungsmethoden beleuchtet und die Bildung fokaler Kontakte für eine verbesserte Zelladhäsion wird maßgeblich verbessert.

We report controllable synthesis of Pd aerogels with high surface area and porosity by destabilizing colloidal solutions of Pd nanoparticles with variable concentrations of calcium ions. Enzyme electrodes based on Pd aerogels co-immobilized with glucose oxidase show high activity toward glucose oxidation and are promising materials for applications in bioelectronics.