La trypanosomiase humaine africaine, la maladie de Chagas et les leishmanioses sont des maladies parasitaires qui représentent un problème majeur de santé publique dans de nombreux pays et notamment ceux en voie de développement. Afin de trouver de nouveaux candidat-médicaments contre ces parasites, deux séries chimiques ont été étudiées : les diarylidèneacétones et les 2,6-diaryl-4H-tetrahydrothiopyranones.Précédemment initiée au laboratoire, l'étude approfondie de la série diarylidèneacétone a nécessité la mise au point et l'optimisation de protocoles. Une nouvelle méthodologie de synthèse des (hétéro)diarylidèneacétones dissymétriques par palladocatalyse a ainsi été développée en collaboration avec le Pr. T. J. Müller (Université de Düsseldorf). En dépit d'excellentes activités antiparasitaires, la plupart des diarylidèneacétones synthétisées se sont révélées trop toxiques sur les cellules humaines.Les 2,6-diaryl-4H-tétrahydrothiopyranones et leurs S-oxydes ont été conçues pour résoudre ce problème de toxicité. Agissant comme prodrogues, ces molécules sont susceptibles de régénérer les diarylidèneacétones parentes par β-élimination du groupement soufré intracyclique. Peu décrite dans la littérature, la synthèse diastéréosélective de ces structures a été intégralement mise au point et généralisée à de nombreuses substitutions. Les résultats obtenus prouvent que la toxicité des produits a été grandement diminuée tout en maintenant une activité antiparasitaire importante, ce qui valide l'approche de la stratégie prodrogue. / Human African trypanosomiasis, Chagas disease and leishmaniasis are parasitic diseases that significantly affect the populations and thus the economy of many developing countries. With the aim of developing new therapeutic agents to cure these diseases, we focused our research on two series: the diarylideneacetone and the 2,6-diaryl-4H-tetrahydrothiopyranone series.To complete and expend preliminary results that had been previously obtained in our laboratory, a generalization and an optimization of the protocols was intended. Thus, a novel Palladium-catalyzed synthesis of (hetero)dissymmetric diarylideneacetones was developed and optimized in collaboration with Prof. T. J. Müller (University of Düsseldorf). In spite of excellent antiparasitic activities, most of the diarylideneacetones were toxic toward human cells.2,6-Diaryl 4H-tetrahydrothiopyranones and their related S-oxides were designed to cope with major toxicity issues. Acting as prodrugs, these molecules are prone to undergo β-elimination of the sulfurated intracyclic group, regenerating the parent diarylideneacetone. The diastereoselective synthesis of this scaffold is not extensively described in the literature. Consequently, novel diastereoselective methodologies have been developed and generalized to a wide panel of substitution patterns. Results of the biological assays demonstrated that sulfide and S-oxide prodrugs displayed a lowered toxicity while the potency was maintained, thus confirming the validity of the prodrug strategy.

Orientador: Regina Buffon / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T02:19:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_CintiaAkemi_M.pdf: 2497710 bytes, checksum: ed234ce28b62278b8777a943791d0170 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, foram sintetizados complexos de paládio em que os ligantes fosforados estão ¿ancorados¿ em ciclofosfazenos. Estes complexos, em solução ou imobilizados em matrizes inorgânicas, foram testados nas reações de acoplamento de Suzuki (entre o ácido fenilborônico e o bromobenzeno, por exemplo), de Stille (entre o tributilvinilestanho e o bromotolueno) e de Heck (entre o estireno e o bromobenzeno). O resultado catalítico obtido com o catalisador sintetizado, em fase homogênea, na reação de Heck (TON = 3900, em 6 horas), foi muito bom, sendo superior a um catalisador análogo descrito na literatura. Na reação de Stille, o complexo, em fase homogênea, apresentou um ótimo resultado (TON = 4340, em 4 horas). Na reação de Suzuki, em fase homogênea, o TON obtido (123, em 24 horas) foi bom e comparável à literatura. Já em fase heterogênea, com o complexo encapsulado em matriz de sílica via processo solgel, os resultados obtidos, tanto na primeira reação quanto na primeira e segunda reciclagens, são superiores aos apresentados na literatura e apresentam o TON próximo ao obtido em fase homogênea, no mesmo tempo (92, 94 e 92 respectivamente), sem perda de desempenho. Estudos prospectivos para a imobilização do complexo em sílica foram realizados. O catalisador foi sintetizado com ligantes contendo grupos hidrolisáveis e ancorado em sílica. Este sistema foi testado nas reações de acoplamento de Stille e Suzuki, apresentando um bom desempenho nas duas reações (TON = 1400, em 4 horas, e 49, em 24 horas, respectivamente) sem constatação visual de lixiviação de paládio / Abstract: In this work, palladium complexes, in which phosphored ligands are ¿anchored¿ to cyclophosphazenes were synthesized. These complexes, in solution or immobilized in inorganic matrices, were tested in the Suzuki cross-coupling reaction (between phenylboronic acid and bromobenzene, for example), the Stille cross-coupling reaction (between tributylvinyltin and 3-bromotoluene) and the Heck reaction (between styrene and bromobenzene). The catalytic results obtained with the synthesized catalyst, in homogeneous phase, in the Heck reaction (TON = 3900, in 6 hours), was very good, better than those reported for a similar catalyst described in literature. In the Stille reaction, the complex, in homogeneous phase, presented an excellent result (TON = 4340, in 4 hours). In the Suzuki reaction, in homogeneous phase, the obtained TON (123, in 24 hours) was good and comparable to literature. In heterogeneous phase, with the complex encapsulated in silica matrix via the sol-gel process, the obtained results, in the first reaction as well as in the first and second recycling, are higher than those presented in literature and presented the TON close to that obtained in homogeneous phase, in the same reaction time (92, 94 and 92 respectively), without loss of performance. Prospective studies for the immobilization of the complex in silica were done. The catalyst was synthesized with ligands containing hydrolysable groups and anchored in silica. This system was tested in Stille and Suzuki cross-coupling reactions, showing a good performance in both reactions (TON = 1400, in 4 hours, and 49, in 24 hours, respectively) without visual evidence of palladium leaching / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Transformer des produits naturels, les fonctionnaliser par hémi-synthèse ou par voie catalytique est un outil intéressant pour élargir le spectre des structures accessibles et de développer ainsi de nouvelles molécules à potentialité biologique. Nous nous sommes intéressés à la valorisation de sesquiterpènes isolés de l’huile essentielle du Cédres de l’Atlas qui représentent une famille de molécules naturelles abondantes et de faible coût. La première partie de ce travail porte sur des réactions d’hémisynthèse des himachalènes et des α-atlantones par des voies classiques d’époxydation, de dihalogéno cyclopropanation, de Grignard et de Wittig,dans le but d’accroître l’activité biologique reconnue de la molécule naturelle ou de découvrir de nouvelles activités. Les dérivés oléfiniques synthétisés ont été ensuite impliqués dans la réaction d’hydroformylation catalysée par des complexes au rhodium. Cette seconde partie décrit dans un premier temps la synthèse des ligands phospholes et biphospholes chiraux impliqués dans cette réaction. La performance des ligands a été évaluée dans la réaction d’hydroformylation de substrats modèles tels que le styrène, l’octène et l’α-méthylstyrèneet celle des ligands biphosphosles chiraux dans la version asymétrique de la réaction avecle styrène. Ensuite,la réaction a été étudiée sur les composés oléfiniques dérivés des α-atlantones. Les systèmes catalytiques [Rh(acac)(CO)2]/phospholes se montrent actifs e donnent de bonnes chimio- et régiosélectivité en faveur de l’aldéhyde linéaire. Nous avons également réalisé des réactions tandem d’hydroformylation/Wittig/hydroformylation pour obtenir des aldéhydes à long chaines aliphatiques ainsi que les réactions hydroformylation/acétalisation des alcools homo- et allyliques dérivé des α- atlantones afin d’accéder aux motifs lactones après oxydation des hemiacétals correspondants. La dernière partie est consacrée à la synthèse des nouveaux ligands pyrrol-phosphine (phosphole) (P-N) et leur évaluation dans la réaction d’arylation directe intramoléculaire catalysée des complexes du palladium sous micro-ondes. Cette réaction permet d’accéder à des lactones présentant un motif «dibenzo-pyranone».Les complexes associés avec les ligands pyrrol-phosphine montrent de bons résultats en termes de conversion et sélectivité. Un effet électronique remarquable des substituants des esters biaryles sur la chimiosélectivité de la réaction a été observé. / The functionnalisation of natural products by hemisynthesis or catalytic reactions is a useful tool to accessand develop newinteresting molecules with biological properties.We have been interested in chemical transformation of the sesquiterpenes isolated from the essential oil of Atlas Cedar, which represent a family of abundant and inexpensive natural molecules The first part of this work concerns the hemisynthesis reactions on the himachalènes and α-atlantones by classical epoxidation, dihalogénocyclopropanation, Grignard and Wittig reactions with the aim to increase the known biological activity or to investigate novel properties. Olefinic derivatives obtained were then involved in the hydroformylation reaction catalyzed by rhodium complexes. This second part describes first the synthesis of phospholeligands and chiral biphospholes involved in this reaction.The performance of these ligands has been evaluated in the hydroformylation reaction of model substrates like styrene, octene and α-methylstyrene as well as that of the chiral biphosphosles ligands in the asymmetric hydroformylation of styrene. Then the reaction has been studied with the olefin derived from α-atlantones using [Rh(acac)(CO)2]/L (L= phosphine or phosphole) catalytic systems. These systemsshow active and give good chemo- and regioselectivity in favour of the linear aldehyde. We have also carried out the tandem reactions such as hydroformylation/Wittig/hydroformylation to obtain aldehydes with long-chain aliphatic and hydroformylation/acetalization reactions of homo- and allylic alcohols derived from α-atlantones to obtain new five-and six-membered lactones after oxidation of the corresponding hemiacetals. The last part describes the synthesis of new ligands (P-N) pyrrol-phosphine (phosphole) and their evaluation in the direct intramolecular arylation reaction catalyzed by palladium complexes under microwaves.This reaction provides access to lactones with a «dibenzo-pyranone» backbone. The complexes containing pyrrol-phosphine ligands give interesting results in terms of conversion and selectivity from various biaryl esters.

Ph.D. / Ligands bis(pyrazolyl)acetic acid (L1) and bis(3,5-dimethylpyrazolyl)acetic acid (L2) were synthesised by reacting pyrazoles and dibromoacetic acid under phase transfer conditions, by using benzyltriethylammonium chloride as the catalyst. Ligands L1 and L2 were characterised by a combination of 1H, 13C{1H} NMR, IR spectroscopy and microanalysis. Esterification of L1 and L2 led to formation of bis(pyrazolyl)ethyl acetate (L3) and bis(3,5-dimethylpyrazolyl)ethyl acetate (L4). Ligands L3 and L4 were also characterised by a combination of 1H, 13C{1H} NMR, IR spectroscopy and microanalysis. Subsequently, new pyrazolyl palladium(II) and platinum(II) compounds, [PdCl2(L1)] (1), [PdCl2(L2)] (2), [PtCl2(L1)] (3a) and [PtCl2(L2)] (4) were prepared by reacting bis(pyrazolyl)acetic acid ligands (L1-L2) with K2[PdCl4] or K2[PtCl4] respectively. The structures of complex 1 and 2 reveal distorted square planar geometries. The bond angles of N-Pd-N, N-Pd-Cl, N-Pd-Cl, for 1 and 2 are between 85.8(3)o and 90.81(4)o). The platinum compound, K2[Pt4Cl8(L1)2(deprotonated-L1)2].2H2O (3b), crystallised from aqueous solutions containing 3a when such solutions were left to stand overnight. Each platinum coordination environment consists of two cis-Cl ligands and one K2-N^N(L1) unit (L1 = bis(pyrazolyl)acetic acid), with two ligand moieties in 3b that are deprotonated with two K+ counter ions. Reaction of bis(pyrazolyl)acetic acid ligands (L1-L2) with [HAuCl4].4H2O gave gold(III) complexes [AuCl2(L1)]Cl (5a) and [AuCl2(L2)]Cl (6a). The spectroscopic, mass spectroscopy and microanalysis data were used to confirm the formation of the desired complexes. However, attempts to crystallise 5a and 6a led to formation of [AuCl2(pz)(pzH)] (5b) and [AuCl2(3,5-Me2pz)(3,5-Me2pzH)] (6b). This was confirmed by the structural characterisation of 5b, which has a distorted square-planar geometry. When complexes 1-6a were screened for their anti-tumour activity against CHO-22 cells, they showed no appreciable biological activities against CHO-22 cells. Substitution reactions of complexes 1-6a with L-cysteine performed to probe any relationship between the observed antitumour activities and the rates of ligand substitution of these complexes were inconclusive. Dithiocarbamate ligands L5-L8 were synthesised as potassium salts by introducing a CS2 group in positions 1 of pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, indazole and imidazole. The reaction of L5-L8 with [AuCl(PPh3)], [Au2Cl2(dppe)], [Au2Cl2(dppp)] and [Au2Cl2(dpph)], led to isolation of complexes [Au(L)(PPh3)] (13-16), [Au2(L)2(dppe)] (17a-19), [Au2(L)2(dppp)] (20-22) and [Au2(L)2(dpph)] (23-25) (dppe = bis(diphenylphosphino)ethane, dppp = bis(diphenylphosphino)propane, dpph = bis(diphenylphosphino)hexane; L = anions of L5-L8). The mononuclear molecular structure of 15 features a near linear geometry with a P(1)-Au(1)-S(1) angle of 175.36(2) o. The binuclear gold(I) complexes 20-22 and 23-25 have two P-Au-S moieties as evident in the solid state structure of 25. Attempts to crystallise complex 17a led to the formation of a gold(I) cluster complex [Au18S8(dppe)6]2+ (17b) as confirmed by X-ray crystallography. Cluster 17b features weak Au···Au interactions (2.9263(7)-3.1395(7) Å). Complexes 13-16 and 20-25 were tested in vitro for anticancer activity on HeLa cells. The activities of gold(I) complexes 13-16 were comparable to that of cisplatin. Dinuclear gold(I) complexes 20-25 also showed appreciable antitumour activity against HeLa cells. However, the dpph gold(I) compounds (23-25) were highly active, with 24 showing the highest activity against HeLa cells (IC50 = 0.1 μM). The tumour specificity (TS) factors for 23 and 24 were 31.0 and 70.5, respectively.

Cette thèse a pour but la mise au point de méthode de synthèse de nanoparticules de métaux nobles pour la catalyse. Le projet s’est concentré sur la synthèse de nanoparticules composées de platine et de palladium. Trois voies de synthèses ont été explorées, i) par chimie organométallique de surface (COMS)), ii) par dépôt chimique en phase vapeur de composés organométalliques (MOCVD, Metal Organic Chemical Vapor Deposition et enfin iii) par voie colloïdale. La voie chimie organométallique de surface a permis la synthèse de nanoparticules supportées sur silice avec des tailles d’environ 2 nm. Le transfert de cette méthodologie vers l’oxyde de cérium a été effectué et permet d’obtenir des nanoparticules de moins de 1.5 nm de diamètre. Ces dernières recherches ont pour finalité l’obtention de catalyseurs d’oxydation supportés sur oxyde de cérium utilisé pour la dépollution automobile et ouvre la voie à la chimie organométallique de surface sur oxyde de cérium. Par MOCVD des nanoparticules de 4 à 6 nm ont été synthétisées sur couche de diffusion de gaz (GDL) pour des applications en pile à combustible. Des essais en électrocatalyse ont démontré la viabilité de la méthode de synthèse et l’activité catalytique des particules ainsi formées pour la réaction de réduction de l’oxygène (ORR), réaction clé des piles à combustible H2/O2.Enfin, pour cette même application, des nanoparticules de Pt, Pd et Pt/Pd dans différentes proportions ont été synthétisé par voie colloïdale. Ces nanoparticules, stabilisées par l’octylsilane ont une taille allant de 1.5 à 1.8 nm. Pour la platine, l’influence du précurseur organométallique et de la température ont été étudié, la synthèse sans apport de réducteur extérieur (H2) et à partir de précurseur PtII a permis l’obtention de nanoparticles stables de 1.2 nm. Leur utilisation pour l’ORR a démontré l’intérêt de former des alliages Pt/Pd, la composition 3:1 démontrant une amélioration d’un facteur 1.4 par rapport au Pt / The goal of this thesis is to develop synthesis methods for platinum and palladium based nanoparticles. We mainly focused on three synthesis pathways, i) Surface Organometallic Chemistry (SOMC), ii) metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) and iii) a colloidal approach. Surface organometallic chemistry allowed the synthesis of silica supported nanoparticles with sizes of about 2 nm. The transfer of this methodology to cerium oxide has been carried out and allowed obtaining nanoparticles of less than 1.5 nm in diameter. Those researches had for purpose the synthesis of oxidation catalysts supported on ceria used for automotive pollution and paves the way for the surface organometallic chemistry on this oxide. By MOCVD, Pt nanoparticles from 4 to 6 nm were synthesized onto gas diffusion layers (GDL) for applications in fuel cell catalysis. Electrocatalysis results demonstrated the viability of this synthesis method and the efficiency of these catalysts for the Oxygen Reduction Reaction (ORR). For the same application, nanoparticles of Pt, Pd and Pt/Pd in various proportions were synthesized by the colloidal approach. These nanoparticles stabilized by octylsilane had a size ranging from 1.5 to 1.8 nm. For platinum, the influence of the organometallic precursor and temperature have been studied and synthesis without adding external reducing (H2) and from PtII precursor allowed obtaining stable nanoparticles of 1.2 nm. Their use for the ORR has shown interest to form alloys, the Pt/Pd 3:1 composition demonstrating an improvement by a factor of 1.4 compared to pure Pt

Des membranes polymères catalytiques ont été préparées via la polymérisation photo-amorcée de monomères acryliques à la surface de membranes support MicroPES(r). Des nanoparticules de palladium (PdNP) avec diamètre moyen compris entre 4 et 10 nm sont ensuite synthétisés et immobilisées dans ces gels polymères greffés. Cette thèse se focalise sur le greffage d'un gel de polymère neutre : (2-hydroxyethyl acrylate) (PHEA), pour négliger les contributions ioniques du réseau polymère sur la synthèse in-situ des PdNP. La stabilisation de PdNP dans le gel de PHEA greffé est possible par des moyens stériques étant donné que la distance entre des chaînes de polymère réticules (entre 0.3 à 2.5 nm) est plus petite que le diamètre moyen de PdNP. Une approche à la fois théorique et expérimentale, sur la base des mecanismes de nucléation et de croissance, permet la conception de PdNP de taille spécifique. La performance catalytique des membranes a été évaluée avec une configuration en filtration traversée. Sur la réaction de couplage de Suzuki-Miyaura, des conversions et sélectivités de 100 % ont été obtenues pour des temps de séjour de 10 secondes avec des membranes planes. Les réactions d'hydrogénation de plusieurs composés aromatiques ont également été testées. Des taux de conversion élevés ont été obtenus en quelques secondes avec des membranes planes en filtration avec des solutions saturés d'H2. Des taux de conversion élevés sont obtenus en seulement quelques minutes avec des membranes fibres creuses catalytiques en mode contacteur permettant une importante intensification du procédé. / Catalytic polymeric membranes are prepared via photo-grafting polymerization of neutral acrylic monomers onto the surface of a MicroPES(r) membrane support. Palladium nanoparticles (PdNP) of mean diameter of 4-10 nm are synthetized and immobilized within the grafted polymer gels. The research is focused on grafting a neutral polymer gel: poly (2-hydroxyethyl acrylate) (PHEA), to avoid any ionic contribution of the polymer network on the in-situ synthesis of PdNP. The stabilization of PdNP within the grafted PHEA is achieved by steric means as the distance between polymeric crosslinked chains (ca. 0.3 to 2.5 nm) is smaller than the mean diameter of PdNP. Both theoretical and experimental approaches are presented on the PdNP synthesis as an approach to conceive PdNP of specific sizes using nucleation and growth theories. Catalytic performance of the membranes is evaluated in flow-through configuration. Catalytic tests are performed on Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions. Full conversion and selectivity within 10 seconds of residence time using flat sheet membrane are obtained. Hydrogenation of several aromatic compounds are also tested and high conversions were achieved within seconds of residence time using flat sheet membranes in flow-through configuration with H2-saturated solutions and within minutes using catalytic hollow fibers in contactor mode.

Seven naturally occurring pyranocarbazole alkaloids (pyrayafoline A–E, O-methylmurrayamine A and O-methylmahanine) have been obtained by total synthesis using a palladium(II)-catalysed oxidative cyclisation of a diarylamine to an orthogonally diprotected 2,7-dihydroxycarbazole as key step.

Depuis plusieurs décennies, la chimie du palladium a connu un véritable essor. Afin de de continuer dans cette optique, plusieurs axes de recherche ont été investigués dans le cadre de cette thèse. Grâce aux récents développements de la catalyse duale palladium/norbornène, la réaction de couplage entre des triflates aryliques et des partenaires bromobenzylamines nous a permis d’accéder à des motifs benzophénanthridines naturels. En parallèle, une nouvelle famille de complexes triangulaires de palladium a été isolée dans notre groupe. Cette espèce arborant 44 électrons de valence et une charge positive délocalisée sur son cœur tri-métallique, est la première molécule stable qui présente un caractère métallo-aromatique de type δ. Après l’optimisation d’une nouvelle voie de synthèse, nous avons pu accéder à des analogues de platine mais aussi à des composés hétéro-métalliques possédant des unités asymétriques similaires. Le caractère base de Lewis de ces complexes ont permis l’isolation de composés tétraédriques de type [M”(M₃)(Ln)]²⁺ malgré la répulsion des charges positives. Ces espèces triangulaires aromatiques ont aussi prouvé leur habileté en tant que catalyseur pour la réaction de semi-hydrogénation d’alcynes. En effet, ce complexe transforme chimiosélectivement les alcynes en alcènes de configuration Z sans présence de produit doublement réduit. / Recent developments on dual palladium/norbornene catalytic reactions led to one-pot synthesis of complexes polyheterocyclic molecules. By extension of this reaction, the coupling of aryl triflates and bromobenzylamines permitted us to synthesize natural benzophenanthridine. In parallel, a new family of triangular palladium complexes has been isolated in our research group. These 44 valence electrons complexes possessing a positive charge delocalized on the trimetallic core were the first stable compounds which presented δ-type aromaticity. After optimization of a new synthetic route, we could be able to isolate platinum analogues and also heterometallic clusters which interestingly had the same asymmetric unit than their homonuclear peers. Despite the unavoidable charge repulsion, the Lewis basic character revealed to be strong enough to bind other cationic species. Indeed, we reached to synthesize tetrahedral [M”(M₃)(Ln)]²⁺ complexes. In another side, we wondered if the stability and special properties of [Pd₃]⁺ clusters could confer to it some catalytic activities. Our studies were focused on semi-reduction reactions of alkynes. After optimization process, the catalyst [Pd₃(SMe)₃{P(C₇H)₃)₃}]⁺ showed results beyond our greatest expectations. Indeed, this cluster selectively produced thermodynamically less stable Z-alkene without traces of over-reduced compound. Total chemioselectivity towards alkynes was proved by the reaction on several molecules bearing functional groups which are sensitive to hydrogenation conditions.

The syntheses and characterization of the palladium complexes [Pd(accp)2] (7), [Pd(acch)2] (8), [Pd(η3-CH2CMeCH2)(accp)] (11), [Pd(η3-CH2CMeCH2)(acch)] (12), [Pd(η3-CH2CtBuCH2)(accp)] (13) and [Pd(η3-CH2CtBuCH2)(acch)] (14) (accp = 2-acetylcyclopentanoate; acch = 2-acetylcyclohexanoate) are reported. These complexes are available by the reaction of Haccp (2-acetylcyclopentanone) and Hacch (2-acetylcyclohexanone) with Na2[Pd2Cl6] forming 7 and 8 or with [(Pd(η3-CH2CRCH2)(μ-Cl))2] (9, R = Me; 10, R = tBu) forming 11–14. The molecular structures of 7, 8 and 14 are discussed. Complexes 7 and 8 consist of a square-planar coordinated Pd atom with two trans-positioned bidentate β-diketonate ligands. The asymmetric unit of 14 exhibits one molecule of the palladium complex and a half molecule of water. The thermal behavior of 7, 8 and 11–14 and their vapor pressure data were investigated to show, if the appropriate complexes are suited as CVD precursors for palladium layer formation. Thermogravimetric studies showed the evaporation of the complexes at atmospheric pressure upon heating. The vapor pressure of 7, 8 and 11–14 was measured by using thermogravimetric analysis, giving vapor pressure values ranging from 0.62 to 2.22 mbar at 80 °C. Chemical vapor deposition studies were carried out applying a vertical cold wall CVD reactor. Either oxygen or forming gas (N2/H2, ratio 90/10, v/v) was used as reactive gas. Substrate temperatures of 350 and 380 °C were utilized. With 11–14 dense and conformal as well as particulate palladium films were obtained, as directed by SEM studies, whereas 7 and 8 failed to give thin films, which is probably attributed to their high thermal stability in the gas phase. For all deposited layers, XPS measurements confirmed the partial oxidation of palladium to palladium(II) oxide at 380 °C, when oxygen was used as reactive gas. In contrast, thin layers of solely metallic palladium were obtained utilizing forming gas during the deposition experiments. / Dieser Beitrag ist aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Les réactions multicomposants (MCR) constituent une réponse à deux grands défis rencontrés par la chimie pharmaceutique : la découverte de nouvelles molécules bioactives ainsi que leur production à moindre coût dans le respect de l’environnement. En effet, en combinant plusieurs réactifs de façon monotope, les MCR permettent de synthétiser une grande diversité de molécules complexes par des procédés simples et rapides, avec de bons rendements, et en limitant fortement les déchets de réaction. Dans le cadre de cette thèse, nous avons mis au point de nouvelles réactions multicomposants impliquant des isonitriles, composés à la réactivité exceptionnellement riche.Nous nous sommes d’abord intéressés à l’utilisation d’acides forts dans la réaction de Ugi. Les premiers essais ont été réalisés avec des acides sulfiniques, sulfoniques, phosphiniques et phosphoniques, sans succès. Mais grâce à l’introduction de l’acide nitrique comme composant acide dans la réaction de Ugi, nous avons décrit une synthèse monotope de nitramines hautement fonctionnalisées à partir d’un aldéhyde, un isonitrile et un nitrate d’ammonium. Nous avons ainsi développé la première réaction multicomposant conduisant à la formation d’une liaison N-N.Nous avons également proposé une nouvelle variante de la réaction de Passerini impliquant des dérivés thiocarbonylés. Ces derniers étant généralement peu stables, nous avons mis au point une stratégie pour générer un thiocarbénium in situ à partir d’un 3-sulfanyl phthalide, en présence de tétrachlorure de titane. Le couplage de ce thiocarbénium avec un isonitrile et un acide carboxylique a conduit à la synthèse divergente de deux types d’hétérocycles soufrés : les thiophthalides et les 3-amino-4-sulfanyl isocoumarines. Cette étude constitue la première approche formelle de la réaction de Thio-Passerini.Enfin, dans la continuité de notre intérêt pour les dérivés soufrés, nous avons décrit une nouvelle synthèse de thiovinyléthers. Ces composés, synthétiquement équivalents à des dérivés thiocarbonylés, ont été obtenus par l’ouverture palladocatalysée de thiocyclopropanes. Si le recours à des métaux de transition pour l’ouverture de cycles contraints est bien connue pour des dérivés oxygénés ou azotés, il s’agit de la première réaction de ce type pour des dérivés soufrés.Ainsi, trois méthodologies originales ont été développées. Elles donnent accès à différents types de composés fonctionnalisés, potentiellement utiles en pharmacie et en agrochimie. Ces travaux s’appuient fortement sur la réactivité unique des isonitriles et viennent compléter cette chimie particulièrement riche. / Multicomponent reactions (MCR) are a response to two big challenges faced by pharmaceutical chemistry : the discovery of new bioactive molecules and their production with reduced costs in a environmentally acceptable way. Indeed, by combining several reactants in one pot, MCR allow the synthesis of a wide diversity of complex molecules by simple and quick procedures, with good yields, and with limited amounts of reaction waste. In the framework of this thesis, we have developed new isocyanide-based multicomponent reactions, these compounds having an exceptionnaly rich reactivity.First, we were interested in the use of strong acids in the Ugi reaction. The first trials were made with sulfinic, sulfonic, phosphinic and phosphonic acids, and they failed. Nevertheless, thanks to the introduction of nitric acid as the acid component in the Ugi reaction, we described a one-pot synthesis of highly functionalized nitramines starting from an aldehyde, an isocyanide and an ammonium nitrate. This transformation is the first multicomponent reaction leading to a N-N bond formation.We also proposed a new variant for the Passerini reaction, involving thiocarbonyl derivatives. These compounds generally being quite unstable, we imagined a strategy in order to generate a thiocarbenium in situ from a 3-sulfanyl phthtalide, in the presence of titanium chloride. The coupling of this thiocarbenium with an isocyanide and a carboxylic acid leads to a divergent synthesis of two types of sulfur-containing heterocycles : thiophthalides and 3-amino-4-sulfanyl isocoumarines. This study represents the first formal approach of a Thio-Passerini reaction.Finally, as part of our continuing interest in in sulfur-containing derivatives, we described a new synthesis of thiovinylethers. These compounds, synthetically equivalent to thiocarbonyl derivatives, were obtained by the palladium-catalyzed ring opening of thiocyclopropanes.While the use of transition metals for constrained ring opening is well known for oxygen or nitrogen derivatives, this is the first reaction of this type for sulfur derivatives.Overall, we developed three original methodologies that give access to different types of functionalized compounds, potentially useful in pharmacy and agrochemistry. This work relies on the unique reactivity of isocyanides and adds on this especially rich chemistry.