Catalyseurs bifonctionnels de nickel pour des réactions d'hydrofonctionnalisation via l'activation coopérative de liaisons E-H (E = B, Si) – BIFUN

Associant deux groupes de recherche possédant des expertises complémentaires, le projet coopératif BIFUN a pour objectif de développer des catalyseurs bifonctionnels de nickel(II) comportant des ligands carbènes N-hétérocycliques (NHC) qui soient faciles à manipuler et capables de fonctionner sans activateur externe pour l’hydroboration et l’hydrosilylation d’alcènes par activation coopérative des liaisons E–H (E = B, Si).
Pour ce faire, BIFUN propose une approche reposant sur une étude en trois parties :
(i) des calculs DFT prédictifs et analytiques pour évaluer les thermodynamiques de l’activation coopérative de la liaison E–H pour un échantillon de structures privilégiées de pré-catalyseurs Ni(II)-NHC potentiels comportant un site nucléophile labile ou non lié au métal, pour la coordination du borane, et un centre métallique acide de Lewis, pour la capture de l’hydrure, dont la faisabilité de la préparation sera établie par des essais de synthèses de modèles et la réactivité explorée par des expériences catalytiques préliminaires au début du projet,
(ii) des études expérimentales approfondies incluant, en complément des études classiques de catalyse et de piégeage d’intermédiaires, des dosages calorimétriques isothermes et des études cinétiques non intrusives d’étapes élémentaires,
(iii) des calculs DFT analytiques pour rationaliser l’apport des études expérimentales.
En plus de livrer des catalyseurs Ni-NHC bifonctionnels efficaces en absence d’activateur externe ou co-catalyseur pour l’hydroboration et l’hydrosilylation d’alcènes, BIFUN a pour ambition, via une méthodologie interdisciplinaire, de permettre une compréhension des paramètres gouvernant la réactivité et la sélectivité des systèmes étudiés, et au-delà, de définir les défis futurs à relever pour concevoir les systèmes catalytiques les plus efficaces et durables possibles pour ces deux importantes réactions.