Theroretical and experimental study of the formation of some carbon-carbon bonds by cobalt catalysis from aromatic halides
Étude théorique et expérimentale de la formation de quelques liaisons carbone-carbone par catalyse au cobalt à partir d'halogénures aromatiques
Résumé
Efficient methods for the dimerization of subtituted aromatic halides (both with electron-withdrawing and electron-donating groups) were developped in reductive or oxidative conditions under cobalt catalysis. The cobalt-catalysed vinylation of aromatic bromides by β-bromostyrene was also achieved in reductive conditions and allows a good control of the double-bond stereochemistry. These three reactions exemplified the versatility of cobalt salts in the formation of carbon-carbon bonds in simple, economical and ecological ways. Mechanisms were proposed concerning two of the reactions and were investigated using DFT-based methods. They have been shown to be compatible with experimental datas. These studies have given important elements toward a correct modelisation of catalytic species, underlining the problems due to the intervention of several spin states in the mechanisms.
Des méthodes efficaces sans ligand ont été mises au point pour la dimérisation des halogénures aromatiques substitués, que les substituants soient donneurs ou accepteurs, par catalyse au cobalt dans des conditions réductrices ou oxydantes. En parallèle, une méthodologie de vinylation, en particulier avec le β-bromostyrène, des bromures aromatiques catalysée par le cobalt a été proposée qui garantit le contrôle stéréochimique de la liaison double formée. Ces trois réactions s'ajoutent donc aux nombreux couplages catalysés par le cobalt déjà connus et montrent une fois de plus l'utilité des sels de cobalt pour des réactions de formation de liaions carbone-carbone simples et faciles à mettre en oeuvre, économiques et respectueuses de l'environnement. Des mécanismes ont été proposés concernant deux de ces réactions ; leur étude en DFT a montré que ceux-ci reflètent correctement les données expérimentales donc nous disposons. Ces études ont apporté des éléments de compréhension importants sur la manière de modéliser correctement les espèces catalytiques en mettant en particulier en évidence les problèmes liés à la proximité entre les différents états de spin.
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