Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5188.pdf: 6910424 bytes, checksum: 50b02c26311d2e058a7ac27b5419e05d (MD5) Previous issue date: 2011-06-08 / Environmental laws and stricter quality specifications have driven the development of technologies for improving the cetane number in diesel fuel. In addition to the saturation of (poly)aromatic compounds, responsible for limited gains, ring opening of at least one ring of (poly)cycloalkane, without loss of yield by cracking, is a promising strategy to maximize this property. Numerous studies have demonstrated the significant performance of Pt, Rh and Ir supported on zeolites for naphthenic ring opening in the hydroconversion of model compounds (naphthalene, tetralin and decalin). This study aimed to systematically assess the role of acid and hydrogenating functions for hydroconversion of decalin. It was also evaluated the effect of activation conditions (calcination and reduction), type of zeolite (Faujasite, FAU, or Beta, BEA), the content and type of metal (Pt, Ir or Rh). The influence of Pt-Ir and Pt-Rh bimetallic systems, as well as the inhibition by H2S, were studied in terms of the performance of these catalysts. For the catalytic precursors prepared, better activity and selectivity to ringopening products were obtained from calcination at 573 K and reduction at 713 K. This performance was consistent with a more homogeneous distribution of metallic particles on the support, and thus greater dispersion of the metallic phase. The reaction steps of ring contraction, ring opening and cracking were consecutive for the hydroconversion of decalin. It is noteworthy that the catalytic systems studied, under the operating conditions employed, yielded up to 45 mol% ring opening products and less than 15 mol% cracking products, at decalin conversions as high as 90 %. The Pt/BEA catalyst presented the best performance, thiotolerance (lower production of cracking products) and thioresistence (selectivity recovery after removal of H2S), followed by the Pt-It/BEA and Ir/BEA catalysts. This study allowed to highlight some peculiarities of the hydroconversion of decalin on noble metal/zeolite catalysts. Although decalin is a saturated molecule, his naphthenic character and probably the presence of a tertiary carbon in its structure, facilitates activation of the molecule directly on the strong acid sites of zeolite, even at relatively moderate temperatures. Thus, it is not necessary to form an olefin on a metal site and undergo subsequent protonation, as in a classical bifunctional mechanism, such as in hydroisomerization and hydrocracking of n-paraffins. However, the hydrogenation component of the catalyst influences the selectivity of the reaction, controlling the process of desorption/adsorption of any intermediate olefins formed. Greater hydrogenation activity implies lower availability of adsorbed carbocations that can be converted to cracking products. This proposition is consistent with the results obtained by varying the type and content of metal, support acidity and poisoning of the hydrogenation sites in the catalysts. / Legislações ambientais e especificações de qualidade mais restritivas têm impulsionado o desenvolvimento de tecnologias visando melhoria de cetano em óleo diesel. Adicionalmente à saturação de (poli)aromáticos, responsável por ganhos limitados, à abertura de pelo menos um anel do (poli)cicloalcano, sem perda de rendimento por craqueamento, consiste em estratégia potencial para maximização desta propriedade. Inúmeros trabalhos vêm demonstrando desempenho significante de catalisadores de Pt, Rh e Ir suportados em zeólitas para abertura de anel naftênico na hidroconversão de compostos-modelo (naftaleno, tetralina e decalina). O presente trabalho teve por objetivo avaliar sistematicamente o papel das funções ácidas e hidrogenantes para a hidroconversão de decalina. Foram abordados os efeitos das condições de ativação (calcinação e redução), do tipo de zeólita (Beta, BEA, ou Faujasita, FAU), do teor e do tipo de metal (Pt, Ir ou Rh). Também foi analisado o efeito de sistemas bimetálicos Pt-Ir e Pt-Rh, bem como a influência da inibição por H2S, no desempenho destes catalisadores. Para os precursores catalíticos preparados, melhores atividade e seletividade aos produtos de abertura de ciclo foram obtidas a partir da calcinação a 573 K e redução em 713 K. Este desempenho foi compatível com uma distribuição mais homogênea de partículas metálicas no suporte e, portanto, maior dispersão da fase metálica. As etapas reacionais de contração, abertura de ciclo e craqueamento são consecutivas para a hidroconversão de decalina. Destacam-se para os sistemas catalíticos estudados e condições operacionais empregadas, rendimentos de produtos de abertura de ciclo de até 45 %mol e craqueamento inferior a 15 %mol, obtidos para conversões de decalina tão elevadas quanto 90 %. O catalisador Pt/BEA apresentou melhores desempenho, tiotolerância (menor seletividade a craqueados na presença de H2S) e recuperação da seletividade após remoção do H2S, seguido pelo bimetálico de Pt-Ir/BEA e monometálico de Ir/BEA. O presente estudo permitiu colocar em evidência algumas peculiaridades da hidroconversão da decalina sobre catalisadores metal nobre/zeólita. Apesar de se tratar de uma molécula saturada, seu caráter naftênico e, provavelmente, a presença de um carbono terciário na sua estrutura, facilita a ativação da molécula diretamente sobre os sítios ácidos fortes da zeólita, mesmo em temperatura relativamente moderadas. Dessa forma, não necessita a formação de uma olefina num sítio metálico para posterior protonação, como num mecanismo bifuncional clássico de hidroisomerização e hidrocraqueamento de n-parafinas. A componente de hidrogenação do catalisador influencia, no entanto, a seletividade da reação, controlando o processo de dessorção/adsorção e hidrogenação das olefinas intermediárias formadas. Quanto maior a atividade hidrogenante, menor a disponibilidade de carbocátions adsorvidos que podem ser convertidos a produtos de craqueamento. Esta proposição é consistente com os resultados obtidos ao se variar o tipo e o teor de metal, a acidez do suporte e pelo envenenamento dos sítios de hidrogenação dos catalisadores.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:30:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Fernanda_Barbosa_Leal.pdf: 806160 bytes, checksum: 37717162c453100433c520a8c9d199ef (MD5) Previous issue date: 2012-12-19 / The aim of this study was synthesize, characterize and photopolymerize an alternative monomers for use in dentistry. Three siloxane-oxirane monomers were synthesized and the products conversion was followed by Fourier-transform infrared spectroscopy. The products obtained were characterized by 1H and 13C NMR and evaluated for viscosity and refractive index. The polymerization was evaluated by formulating of two experimental photoinitiation systems wich varied for the presence of 1,2 ethanediol. A ternary system with camphorquinone (CQ), ethyl 4-dimethylaminobenzoate (EDAB) and diphenyliodonium hexafluorphosphate (DPI) was used as control. The degree of conversion was accessed by FTIR and DSC-PCA. The NMR confirmed the synthesis success with 75, 87 and 55% yield for the monomers synthesized. Moreover, the presence of 1,2 ethanediol increase the degree conversion of the siloxane-oxirane monomers. This study showed simple and effective way to synthesize siloxane-oxirane monomers with a high potential for application in dental materials / O objetivo deste estudo foi sintetizar, caracterizar e fotopolimerizar monômeros alternativos para aplicação em Odontologia. Três monômeros siloxano-oxiranos foram sintetizados e a conversão de produtos foi acompanhada por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier. Os produtos obtidos foram caracterizados por 1H e 13C RMN e avaliados quanto à viscosidade e índice de refração. Para investigar a polimerização, dois sistemas experimentais de fotoiniciação foram formulados, variando quanto à presença de 1,2 etanodiol. Um sistema ternário composto por canforoquinona (CQ), 4-dimetilaminobenzoato (EDAB) e difeniliodonio hexafluorfostato (DPI) foi utilizado como controle. O grau de conversão foi obtido por FTIR e DSC-PCA. As análises de RMN confirmaram a obtenção dos produtos com 75, 87 e 55% de rendimento. Além disso, a presença de 1,2 etanodiol aumentou o grau de conversão dos monômeros siloxano-oxiranos. Este estudo demonstrou um método simples e eficaz para sintetizar monômeros siloxano-oxiranos com grande potencial para aplicação em materiais dentários

Cette thèse porte sur la valorisation de dérivés d’acides gras dans l’objectif d’élaborer des matériaux polycarbonates aliphatiques (PCAs) bio-sourcés originaux. Dans cette optique, deux plateformes de carbonates cycliques à 6 chaînons (6CCs) ont été synthétisés en utilisant des voies d’accès impliquant soit la formation d’un intermédiaire de type malonate ou un couplage entre un acide gras et le 2-amino-1,3-propanediol. La polymérisation par ouverture de cycle de ces monomères a été étudiée. La première plateforme de 6CCs a été polymérisée en présence de Sn(Oct)2 comme catalyseur, donnant accès à des polycarbonates de faible Tg allant de -61°C jusqu’à-26°C du fait de longues chaines latérales pendantes. La polymérisation de la seconde plateforme de6CCs a été effectuée de manière contrôlée en utilisant un système catalytique composé de la DBU et d’une thio-urée. Tirant profit de ces polycarbonates aliphatiques bio-sourcés linéaires porteurs d’insaturations, des matériaux originaux réticulés ont été synthétisés. Plusieurs méthodes de réticulation ont été testées telles que le couplage thiol-ène irréversible, la réaction de Diels-Alder thermo-réversible et la cyclo-addition photo-réversible [2+2] entre deux groupements cinnamate.Ainsi, des PCAs réticulés issus d’acides gras ont été synthétisés et caractérisés; ces derniers possèdent des propriétés physico-chimiques modulables selon la nature des monomères de départ etla densité de réticulation des réseaux. / Fatty acids were derivatized with the objective to design bio-based aliphatic polycarbonate(APC) materials. To that purpose, two platforms of lipidic 6-membered cyclic carbonates were prepared following synthetic routes either involving the ring-closure of a malonate intermediate or the coupling reaction between a fatty acid and 2-amino-1,3-propanediol. The ring-openingpolymerization (ROP) of these cyclic carbonates was next investigated. The first platform of 6CCswas polymerized in the presence of Sn(Oct)2 as catalyst, yielding low Tg aliphatic polycarbonates ranging from -61°C to -26°C with respect to the size of the pendant aliphatic side chains. The polymerization of the second lipidic 6CC platform was performed in a controlled fashion using DBU/Schreiner thiourea as catalytic system. Taking advantage of the presence of unsaturation functions on the linear bio-based APCs, cross-linked polycarbonate materials were then prepared.Several cross-linking methods were tested such as the irreversible thiol-ene coupling, the thermoreversible Diels-Alder reaction and the photo-reversible [2+2] cyclo-addition reaction between two cinnamate moieties. Fatty acid-based cross-linked APCs were thus designed and characterized; the latter exhibit tunable physico-chemical properties as a function of the monomer structure and the cross-linking density.

L’objectif de cette étude est de synthétiser et de caractériser des polyesters entre le diméthylcétène et des composés carbonylés choisis (acétone, méthyléthylcétone et acéthaldéhyde) par deux voies distinctes : une copolymérisation directe, et une voie passant d’abord par la synthèse de la beta-lactone puis sa polymérisation par ouverture de cycle. La caractérisation a mis en évidence la structure parfaitement alternée du polyester entre le diméthylcétène et l’acétone, et des structures plus complexes avec la méthyléthylcétone et l’acétaldéhyde. Les analyses ont également montré le caractère polymorphe complexe de ces copolymères. Les trois beta-lactones correspondantes ont également été synthétisées. Seule la polymérisation de la beta-lactone avec l’acétaldéhyde a été menée à bien, du fait de son faible encombrement stérique. Enfin, une étude cinétique par infrarouge a également été effectuée et a permis de mieux connaître les cinétiques de polymérisation par ouverture de cycle. / The aim of this study is to synthesise and to characterise polyesters between dimethylketene and chosen carbonyled compounds (acetone, methylethylketone and acetaldehyde) by two distinct pathways: a direct copolymerisation, and another path proceeding in the synthesis of the beta-lactone then its ring opening polymerisation. The characterisation has highlighted the perfectly alternated structure of the polyester between dimethylketene and acetone, and more complex structures with dimethylketone and acetaldehyde. The analyses have also shown the complex polymorphism of these copolymers. The three corresponding beta-lactones have been synthesised. Only the polymerisation of the acetaldehyde beta-lactone has been accomplished because of its weak steric hindrance. At last, an infrared kinetic study has also been carried out and has permitted a better comprehension of the kinetic of the ring opening polymerisation.

Le domaine des polymères biosourcés connait une croissance rapide mais se pose toujours le problème d’une synthèse plus respectueuse de l’environnement. En cela, la catalyse enzymatique est une voie prometteuse. Ce travail vise donc à étudier et comprendre la polymérisation enzymatique par ouverture de cycle (eROP) afin d’en dépasser les limitations qui sont principalement : une cinétique lente, une faible masse molaire des polymères obtenus ou une variété limitée des fonctions chimiques polymérisables. La première partie de notre étude, portant sur les lactones, a mis en évidence la possibilité d’activer la réaction via une amine tertiaire. La seconde, qui traite des thiolactones, a mis en exergue des mécanismes spécifiques de copolymérisation avec plusieurs étapes de croissance de chaînes. Enfin, nous avons synthétisé des polyesters porteurs d’acides aminés, ouvrant ainsi la voie à des polymères « fonctionnalisables » et à de nouvelles architectures macromoléculaires. / The field of biobased polymers is experiencing a rapid growth but the development of more environmentally friendly synthesis methods remains a problem. With this in mind, enzymatic catalysis is a promising tool but it has some limitations such as slow polymerization kinetics, the low molecular weight of the produced polymers and a limited range of polymerizable monomers. This work aims at a better understanding of the enzymatic ring opening polymerization reactions (eROP) with a view to overcoming these limitations. To achieve this, three main topics have been investigated. The first, focusing on lactones, has demonstrated the possibility of activating the polymerization reaction with a tertiary amine. The second part, dealing with thiolactones as sulfur-based monomers, highlighted specific copolymerization mechanisms comprising of several distinct steps of polymer chain growth. Finally, polyesters bearing amino acids were synthesized, thus paving the way for functionalizable polymers and new macromolecular architectures.

Une série de complexes à base de titane porteurs de ligands aminodiols de différentes configuration (mélange de diastéréoisomère, meso, racémique ou chiral) ont été synthétisés et caractérisés par différentes techniques spectroscopiques. Ces complexes ont ensuite été utilisés comme amorceurs pour la polymérisation par ouverture de cycles de différents monomères hétérocycliques (L/rac-lactide, caprolactone, butyrolactone et triméthylène carbonate) via un mécanisme de coordination-insertion. Tous les complexes se sont révélés efficaces pour la polymérisation des lactides que ce soit en solution à 70°C ou en masse à 130°C avec un bon contrôle. Lors de la polymérisation du rac-lactide, le complexe porteur du ligand racémique a permis d‟obtenir un polylactide partiellement heterotactique, alors que tous les autres complexes n‟ont conduit qu‟à des polymères atactiques. Tous les complexes se sont également révélés très actifs pour la polymérisation de la caprolactone aussi bien en solution qu‟en masse à 70°C avec un bon contrôle. Des études cinétiques réalisées en solution ont permis de mettre en évidence un ordre cinétique unitaire en monomère. De bonnes activités ont également été obtenues pour la polymérisation de la butyrolactone et du triméthylène carbonate. De plus, le bon contrôle de ce type de la polymérisation a permis de synthétiser des copolymères à blocs du L/rac-lactide et de caprolactone. Enfin, la copolymérisation aléatoire de ces 2 monomères a permis de mettre en évidence une réactivité inversée par rapport aux réactions d'homopolymérisation. / A series of titanium isopropoxides complexes coordinated by enantiopure, racemic, meso and diastereomeric aminodiol ligands have been prepared and characterized by spectroscopic techniques. The complexes were tested as initiators for the ring opening polymerization (ROP) of cyclic esters such as L/rac-lactide, caprolactone, butyrolactone and trimethylene carbonate via coordination-insertion mechanism. In lactide polymerizations, all complexes showed significant activity both in solution at 70°C and in bulk at 130°C with a good control. The complex derived from rac-aminodiol ligand gave partially heterotactic polylactide in ROP of rac-lactide, whereas all other complexes yielded atactic polylactides. For caprolactone polymerizations, all complexes were found to be effective initiators under both solution and bulk conditions (up to 60% monomer conversion was reached within 10 min in bulk condition at 70°C), again with good control. Kinetic studies of ROP of lactides and caprolactone in solution conditions have been investigated and showed a first kinetic order in monomer. Significant activities were also observed for (ROP) of butyrolactone and trimethylene carbonate. Block copolymers of caprolactone and lactides were successfully synthesized with these catalytic systems by sequential polymerization techniques. The complexes were also tested as initiators for the production of random copolymers containing caprolactone and lactides and a reverse order of reactivity was observed between lactide and caprolactone compared to homopolymerization.

Le poly(acide lactique) (PLA), un polyester bio-ressourcé et biodégradable, est un candidat majeur pour la substitution des polymères issus de ressources fossiles. Le contrôle méticuleux de sa microstructure permet de modifier ses propriétés physiques. Dans ce contexte, ce manuscrit rapporte le design de complexes originaux de métaux trivalents et leur utilisation pour la polymérisation par ouverture de cycle (ROP) stéréosélective du lactide racémique (rac-LA). Ainsi, (i) les complexes M-Salen chiraux (M = Al, Ga, In, Salen = (1,2-diphényléthane)bis(phénoxyimine)) ont permis de confirmer l’aptitude des précatalyseurs aluminiques à être isosélectifs (Pm = 0.90) pour la ROP du rac-LA dénotant toutefois de leur faible activité. L’utilisation du gallium et de l’indium dans le but d’augmenter l’activité des systèmes catalytiques correspondants n’a pas permis de conserver la stéréosélectivité. Des études cinétiques et microstructurales ont permis d’établir les mécanismes de ROP et de stéréocontrôle ; (ii) les nouveaux ligands Salan rigidifiés par un cœur hydropyrimidine ((hydropyrimidine)bis(méthylène))diphénol), ont révélé une activation Csp3-H intramoléculaire inattendue avec le gallium et l’indium menant à des entités zwitterioniques originales. Les études mécanistiques par RMN, GC et calculs DFT ont permis de décrire le mécanisme alors mis en œuvre ; (iii) un précatalyseur hétéro-bimétallique yttrium/lithium et basé sur un ligand chiral dérivé de la binaphthylamine, a permis d’engendrer un PLA quasiment parfaitement hétérotactique (Pr = 0.99) ; (iv) finalement, de nouveaux ligands chiraux à base de proline pourront permettre de s’orienter vers l’utilisation de métaux divalents (Zn, SnII…), dans le but d’accéder à des systèmes stéréosélectifs faisant preuve d’une meilleure activité catalytique. / Poly(lactic acid) (PLA) is one of the most promising bio-resourced and biodegradable polymers and may constitute a viable alternative to petroleum-based materials. Its physical properties can be tuned by an accurate control of his microstructure. In this context, this manuscript relates the design of original complexes of trivalent metals and their further use for the stereoselective ring-opening polymerisation (ROP) of racemic lactide (rac-LA). Hence, (i) the chiral M-Salen complexes (M = Al, Ga, In, Salen = (1,2-diphenyl-ethane)bis(phenoxyimine)) have confirmed the isoselectivity exhibited by aluminium precatalysts for the ROP of rac-LA (Pm = 0.90) but also their limited activity. The gallium and indium congeners were prepared to enhance the catalytic activity, but resulted on substantial loss of stereoselectivity. The ROP and stereocontrol mechanisms were both investigated by kinetic monitoring and by microstructural analysis of the polymer; (ii) novel Salan ligands rigidified by a hydropyrimidine core ((hydropyrimidine)bis(methylene))-diphenol) have led to unexpected intramolecular Csp3–H activation with gallium and indium, affording unusual zwitterionic complexes. NMR and GC studies as DFT computations have been implemented to understand the mechanism for this process; (iii) a hetero-bimetallic yttrium/lithium precatalysts based on a chiral binaphthylamine backbone has led to highly heterotactic PLA (Pr = 0.99); (iv) finally, new chiral ligands should afford complexes of divalent metals (Zn, SnII…) that should yield access to stereoselective catalytic systems featuring increased activity.

Une série d'homopolymères tels que poly(L-lactide) (PLLA), poly(triméthylène carbonate) (PTMC), poly (e-caprolactone) (PCL) et les copolymers ont été synthétisés par polymérisation par ouverture de cycles de monomère appropriés en utilisant du zinc lactate ou octanoate d'étain comme catalyseur. Leurs propriétés thermiques, dégradation hydrolytique, dégradation enzymatique, propriétés mécaniques et comportement à mémoire de forme ont été étudiées à l'aide de DSC, RMN, SEC, ESEM, DMA et machine à traction Instron. Les copolymères de triméthylène carbonate et DL-lactide (PTDLA) peuvent être dégradés non seulement par simple hydrolyse, mais aussi par la protéinase K. Le copolymère PTDLA composé de 50/50 TMC/LA est très élastique, Tg servant de température de transition entre les formes temporaire et permanente. Le PTMC ne peut pas être dégradé par simple hydrolyse ou par la protéinase K, mais peut être dégradé par les lipases de Candida Antarctica et Hog Pancreas. La biocompatibilité des PLLA, PTMC, PCL, PTLLA, PTDLA et PTCA a été évaluée par des expériences d'hémolyse, adhésion des plaquettes, MTT et culture cellulaire. Les résultats montrent des tous les polymères présentent très bonnes propriétés hémolytiques et anti-coagulantes, bonne adhésion, propagation et prolifération des cellules. / A series of homopolymers such as poly(L-lactide) (PLLA), poly(trimethylene carbonate) (PTMC), poly(e-caprolactone) (PCL) and various copolymers were synthesized by ring opening polymerization of appropriate monomer feeds using zinc lactate or stannous octoate as catalyst. Their thermal properties, hydrolytic degradation, enzymatic degradation, mechanical properties and shape memory behavior were investigated by using DSC, NMR, SEC, ESEM, DMA and Instron tensile instrument. Among the various polymers, copolymers of trimethylene carbonate and DL-lactide (PTDLA) can be degraded not only by pure hydrolysis, but also by proteinase K. PTDLA composed of the same TMC and LA contents is highly elastic, Tg acting as the switch temperature between temporary and permanent shapes. PTMC cannot be degraded by pure hydrolysis or by proteinase K, but can be degraded by lipases from Candida Antarctica or Hog Pancreas. The biocompatibility of PLLA, PTMC, PCL, PTLLA, PTDLA and PTCA was evaluated from haemolysis experiments, platelet adhesion, MTT assay and cell culture. The results showed that all the polymers present outstanding haemolytic and anti-coagulant properties, and good cellular adhesion, spreading and proliferation.

Plusieurs complexes de salphen à base de métaux transition (Cr, Co, Fe) ont été synthétisés et utilisés comme catalyseurs pour la copolymérisation d’époxydes avec du monoxyde de carbone (CO), des anhydrides ou du dioxyde de carbone (CO2). De nouveaux complexes à base de Zn, Al, Mg ont également été testés pour la copolymérisation d’époxydes avec CO2.La partie première s’intéresse principalement à la copolymérisation d’oxyde de propylène avec du monoxyde de carbone. Le complexe salphen de chrome et Co2(CO)8 ont été utilisées comme catalyseurs. Quel que soit le complexe utilisé, il a été observé une faible activité et les produits de carbonylation attendus (polyester et lactone) ont été obtenus en faible quantité. En revanche, la combinaison in-situ de ces deux catalyseurs a montré une activité supérieure. Cela a conduit à la formation de la lactone cyclique (β-butyrolactone) et de poly(ester-co-éther) de faible masse molaire, ce qui marque une faible compatibilité de ces complexes.La partie suivante traite de la copolymérisation d’époxydes avec des anhydrides catalysée par des complexes de salphen à base de chrome et fer ou d’une base organique simple. Les complexes utilisés sans co-catalyseur ont été inactifs, mais la combinaison avec la base organique (PPNCl) comme co-catalyseur a conduit à la copolymérisation alternée des deux monomères, produisant des polyesters avec des masses molaires jusqu’ à 10 kg.mol-1 et une faible dispersité. PPNCl s’est révélée être la base la plus efficace pour la copolymérisation alternée des époxydes et des anhydrides. Les bases organiques simples utilisées seules ont aussi permis l’obtention de polyesters, mais avec des temps de polymérisation cinq fois plus longs.Enfin, la troisième partie présente la copolymérisation des époxydes avec CO2 en présence de complexes salphen de Cr ou de Co. Les complexes salphen cobalt ont été significativement plus efficaces pour la copolymérisation de l’oxyde de propylène (PO) ou de l’oxyde de cyclohexène (CHO) avec CO2 que leurs homologues à base de chrome. Les polycarbonates obtenus avec les complexes de cobalt ont plus de 99% d’unités carbonate, des masses molaires allant de 10 à 35 kg.mol-1 et une faible dispersité. Les études cinétiques ont permis de montrer que la polymérisation est contrôlée. Des analyses par spectrométrie de masse MALDI-TOF ont permis de vérifier la microstructure et le mécanisme d’activation. Toutefois, pour la copolymérisation de PO avec CO2, les complexes salphen cobalt ont une activité plus faible (100-450 h-1) ainsi qu’une sélectivité en polycarbonate moindre (40-90%) que les complexes salen cobalt. Une sélectivité de 100% vers la synthèse de polycarbonate a néanmoins pu être obtenue lors de la copolymérisation de CHO avec CO2. Enfin, les complexes β-diminate, ketiminate et aminidate d’Al, Zn et Mg utilisés pour la copolymérisation d’époxydes avec CO2 se sont révélés décevants car présentant une activité très faible et seuls des homopolyéthers ont été obtenus. / A series of salphen complexes based on Cr, Co and Fe was synthesized and used as catalysts in ring-opening copolymerization of different substrates: (i) epoxides with carbon monoxide (CO), (ii) epoxides with anhydrides and (iii) epoxides with carbon dioxide (CO2). Additionally, a screening of catalytic activity for the last substrate was performed with novel Zn, Al and Mg non-salen based complexes.The first part of the Thesis deals with the copolymerization of propylene oxide with carbon monoxide using asymmetric salphen chromium complex and Co2(CO)8 in order to prepare a synthetic equivalent of polyhydroxybutyrate (PHB) otherwise accessible by fermentation of various substrates. Very poor catalytic performances towards carbonylated products (PHB or β-butyrolactone (BBL)) were observed with any of the two complexes. The combination of both salphen chromium and Co2(CO)8 complexes led to increased formation of BBL. Low molar mass poly(ester-co-ether) was only prepared, suggesting a poor compatibility of selected complexes.The second part of the work is focused on the copolymerization of epoxides with anhydrides catalyzed by salphen chromium or iron complexes combined with simple organic bases as cocatalysts. Salphen complexes alone were almost inactive, while in the presence of bis(triphenylphosphineiminium)chloride (PPNCl) they afforded highly alternating polyesters with molar mass up to 10 kg.mol-1 and low dispersity. Surprisingly, organic bases alone afforded similar, highly alternating polyesters at five-time lower polymerization rate. PPNCl was found to be an effective catalyst for the highly alternating copolymerization of various epoxides and anhydrides.The last part of our investigations refers to the copolymerization of epoxides with CO2 using salphen chromium and especially salphen cobalt complexes. Cobalt catalysts were significantly more active in propylene oxide (PO)/CO2 and cyclohexene oxide (CHO)/CO2 copolymerization compared to their chromium analogues. Highly alternating polycarbonates (> 99%) with low dispersity and molar mass 10-35 kg.mol-1 were prepared by salphen cobalt complexes. Kinetic studies showed that these polymerizations are controlled and MALDI-TOF MS analysis was used for initiation mechanism clarification. Compared to widely investigated salen Co catalysts, salphen Co complexes exhibit lower activity (100-450 h-1) and selectivity to polymer (40-90%) in propylene oxide/CO2 copolymerization, while 100% selectivity to polycarbonate was achieved in the copolymerization of CHO and CO2. Alternatively, new Al, Zn and Mg-based catalysts were tested for CO2 activation, however, they usually led only to epoxide homopolymerization. / V této práci byla připravena řada salfenových komplexů na bázi chromu, kobaltu a železa. Tyto komplexy byly použity jako katalyzátory pro kopolymerizace epoxidů s různými substráty: (i) s oxidem uhelnatým (CO), (ii) s anhydridy a (iii) s oxidem uhličitým (CO2). U nových komplexů na bázi zinku, hliníku a hořčíku byla dále testována možnost jejich použití jako katalyzátorů pro kopolymerizace epoxidů s CO2.První část práce se zabývá kopolymerizací epoxidů s oxidem uhelnatým s využitím asymetrického salfenového komplexu na bázi chromu a Co2(CO)8 s cílem připravit kopolymer na bázi přírodního polyhydroxybutyrátu (PHB). Salfenový komplex chromu i Co2(CO)8 vykazovaly velmi nízké aktivity při karbonylaci propylenoxidu a poskytovaly pouze nepatrné množství produktů (cyklického β-butyrolaktonu a PHB). Kombinace obou katalytických komplexů vedla k výraznému zvýšení aktivity ve prospěch cyklického produktu (β-butyrolaktonu) i polymeru. Kopolymerizací PO s CO byl získán pouze nízkomolekulární poly(ester-co-ether), což naznačuje špatnou vzájemnou kompatibilitu těchto komplexů.Druhá část je zaměřena na kopolymerizace epoxidů s anhydridy katalyzované salfenovými komplexy chromu a železa v kombinaci s jednoduchými organickými bázemi. Samotné salfenové komplexy chromu a železa nevedly ke vzniku polymeru. V kombinaci s nukleofilním kokatalyzátorem bis(trifenylfosfin)iminium chloridem (PPNCl) ovšem tyto komplexy poskytly alternující kopolymery epoxidu a anhydridu (polyestery) s molárními hmotnostmi do 10 kg.mol-1 a nízkou dispersitou. Dále bylo zjištěno, že samotné organické báze poskytují podobně jako salfenové komplexy vysoce alternující kopolymery se srovnatelnou molární hmotností i úzkou dispersitou, i když je zapotřebí 5x delších polymerizačních časů. Nejvyšší účinnost ze všech testovaných bází měl PPNCl. Tato báze byla dále efektivně použita pro kopolymerizace řady epoxidů a anhydridů za vzniku vysoce alternujících kopolymerů. Třetí část pojednává o kopolymerizacích epoxidů s CO2 s využitím salfenových komplexů chromu a kobaltu. Bylo zjištěno, že kobaltové komplexy jsou oproti chromovým mnohem efektivnější katalyzátory jak při kopolymerizacích propylenoxidu (PO) s CO2 tak i cyklohexenoxidu (CHO) s CO2. Salfenové komplexy kobaltu poskytly polykarbonáty s vysokým obsahem karbonátových jednotek v kopolymeru (> 99%), úzkou dispersitou a s molárními hmotnostmi 10-35 kg.mol-1. Studie kinetiky odhalila kontrolovaný průběh kopolymerizace. Dále byla provedena MALDI-TOF analýza výsledných polykarbonátů s cílem objasnit mechanismus iniciace kopolymerizace. Ve srovnání se salenovými komplexy kobaltu vykazují salfenové komplexy při kopolymerizacích PO s CO2 nižší aktivitu (100-450 h-1) i selektivitu na polykarbonát (40-90%). Při kopolymerizacích CHO s CO2 byla ovšem selektivita 100%. Nové komplexy na bázi Al, Mg a Zn byly také testovány jako katalyzátory pro kopolymerizace epoxidů s CO2, nicméně jejich aktivita byla nízká a výsledkem těchto reakcí byly pouze polykarbonáty s nízkým podílem karbonátových jednotek nebo polyethery.

Dans le cadre de la formation sélective d'oligomères cycliques à partir du cyclo-octène, des matériaux hybrides organiques-inorganiques mésostructurés bien-définis contenant les unités Ru-NHC dissymétriques le long des canaux poreux de leur matrice de silice ont été développés et caractérisés à un niveau moléculaire. Tous les systèmes obtenus ont montré des fortes activités et sélectivités en oligomères cycliques (dimères : 50% et trimères : 25%) en RO-RCM du cyclo-octène, contrairement aux complexes homogènes Ru-NHC analogues symétriques (G-II et GH-II), qui conduisent préférentiellement à la formation de polymères. La variation de la longueur et de la flexibilité des bras espaceurs, dans le cas des catalyseurs hétérogènes, a prouvé que les bras courts et flexibles stabilisent grandement les sites actifs Ru-NHC pendant la réaction de métathèse et ce, grâce à la présence d'interactions entre les sites Ru-NHC catalytiquement actifs et la surface silicique. La présence de telles interactions a été mise en évidence par RMN du phosphore 31 à l'état solide. Des études supplémentaires concernant les performances catalytiques de complexes organométalliques Ru-NHC dissymétriques (analogues aux sites Ru-NHC contenus dans les catalyseurs hétérogènes) et Ru-NHC symétriques (G-II et Nolan) ont clairement montré que le facteur clé influençant la sélectivité en oligomères cycliques est la dissymétrie des ligands NHC. Cette dissymétrie génère la présence de deux sites actifs de configurations différentes au sein même des espèces Ru-NHC. Un des sites favorise la réaction intramoléculaire de fermeture de cycle par métathèse alors que l'autre site permet la réaction intermoléculaire d'ouverture de cycle conduisant ainsi à la formation des oligomères cycliques de petite taille / In the context of the selective formation of cyclic oligomers from cyclooctene, well-defined hybrid organic-inorganic mesoporous materials containing unsymmetrical Ru-NHC units along the pore channel of their silica matrix have been developed and characterized at a molecular level. All systems displayed high activity and selectivity towards the formation of lower cyclic oligomers in the RO-RCM of cyclooctene yielding mainly the dimer and the trimer with 50% and 25% selectivity, respectively, in contrast to classical symmetrical homogeneous analogues (G-II and GH-II), which yield mainly to polymers. Variation of length and flexibility of the tethers showed that flexible short tethers were critical for high stability of the catalysts during metathesis, which is consistent with the stabilization of Ru-NHC active sites by surface functionalities; this surface interaction was further corroborated by the absence of a PCy3 ligand coordinated to Ru when short flexible linkers are used. Further investigations using homogeneous symmetrical (G-II and Nolan) and unsymmetrical (analogues to heterogeneous catalysts) Ru-NHC catalysts clearly showed that the key factor influencing the selectivity towards low cyclic oligomers is the unsymmetrical nature of NHC ligands, which creates dual site configuration in the catalyst architecture thus alternatively favouring one reaction over another, Ring Opening (ROM) vs. Ring Closing (RCM) Metathesis (propagation vs. backbiting), thus leading to the selective tandem RO RCM of cyclooctene. Finally, we have also investigated Grubbs Hoveyda-II (GH-II) type catalysts immobilized on silica support through adsorption, which showed the same product selectivity as that of the well-defined Ru-NHC materials. This result implies that the adsorbed symmetrical GH-II catalyst “becomes unsymmetrical upon adsorption”. Adsorbing unsymmetrical molecular GH II catalysts did not however improve the performances of these types of catalysts. Overall, the unique property of unsymmetrical NHC Ru catalyst, whether supported or not, opens new perspectives in the selective synthesis of macrocycles from other cyclic alkenes via metathesis