Activation of molecules by mono and multimetallic complexes! : A theoretical approach

Activation de molécules par des complexes mono et multimétalliques ! : Une approche théorique Au cours de cette thèse, nous sommes intéressés à l'étude théorique de l'activation de petites molécules telles que CO2, H2, N2 par des complexes métalliques impliquant des métaux s, d ou encore f. Ce travail a été réalisé en proche collaboration avec des groupes expérimentaux. Le contrôle de la réactivité de ces petites molécules reste un challenge important pour l'industrie chimique mais aussi d'un point de vue sociétal avec par exemple le réchauffement climatique. Nous avons utilisé des techniques de calcul théoriques de mécanisme réactionnels basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité afin de comprendre, expliquer voire prédire l'activité de complexes métalliques vis-à-vis de ces petites molécules. Nous avons par exemple pu montrer que la réduction de O2 par des complexes bimétalliques de fer(II) pouvait se réaliser sous des conditions expérimentales douces par un transfert monoélectronique de chacun des deux centres métalliques. Ce travail a été réalisé en collaboration avec l'équipe du Professeur LaPierre à Atlanta. En collaboration avec le groupe du Professeur Piers à l'université de Calgary, nous avons pu montrer qu'une simple modification d'un ligand sur des complexes de fer ou de cobalt pouvait conduire soit à l'activation facile de la molécule de dioxygène soit à l'activation de la molécule d'ammoniaque (NH3). Ces deux résultats sont marquants car ils montrent que l'on peut facilement moduler la réactivité de complexes de métaux de transition pour permettre ou non d'activer des molécules aussi inertes que O2 ou NH3. Nous avons aussi pu montrer en collaboration avec l'équipe du Professeur Okuda d'Aachen qu'un complexe bimétallique d'hydrure de calcium pouvait réagir avec la molécule de CO et ainsi le fonctionnaliser. Ce travail est une première approche d'une réaction de type Fischer-Tropsch à partir de composé moléculaire.

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