Notre intérêt porte sur la mise au point de nouveaux systèmes catalytiques, l’étude des mécanismes (cinétique, calculs DFT) en phase homogène et le développement de procédés plus verts (réactions sans solvant, hétérogénéisation des réactions pour faciliter la récupération et le recyclage du catalyseur, valorisation de la biomasse, mécanochimie).

Nous nous intéressons à un large éventail de réactions catalysées par des complexes de métaux de transition, en particulier en version asymétrique : hydrogénation (Ru, Rh, Ir), couplage C-C (Suzuki-Miyaura, Tsuji-Trost, cyclopropanation ; Pd, Ni, Rh), carbonylation (hydroformylation, alkoxycarbonylation, cyclocarbonylation ; Rh, Pd), oxydation (époxydation d’oléfines, oxydation contrôlée des alcools, oxydation des alcènes cycliques en diacides, hydroxylation ; Mo, W, V, Fe, Mn, Co), polymérisation radicalaire (Cu, Co, Fe)…

Un axe de travail important de l’équipe concerne l’hétérogénéisation de réactions afin de développer des systèmes catalytiques recyclables, plus verts, ouvrant l’accès à des procédés en continu (meilleur contrôle de la cinétique, des transferts de masse et d’énergie, procédés plus sûrs en générant des réactifs dangereux in-situ, procédés plus faciles à intensifier) plus faciles à transposer dans l’industrie. Deux stratégies sont actuellement explorées :

•  Les polymères cœur-coquille obtenus par polymérisation radicalaire contrôlée contenant des ligands au cœur (nanoréacteurs) qui permettent de confiner au cœur des réacteurs des complexes moléculaires ou des nanoparticules. Cette approche innovante a été testée avec succès en catalyse biphasique d’hydroformylation aqueuse pour la transformation de substrats insolubles dans la phase aqueuse, puis transposée à la catalyse biphasique aqueuse d’hydrogénation.
• Les catalyseurs supportés sur solides (résines de Merrifield, hydroxyapatites, silices mésoporeuses, nanoparticules de silice…) sont développés à partir de complexes ayant donné de bons résultats en phase homogène.
  Dans les deux cas, le rôle du support, du confinement, des mécanismes en surface… sont attentivement étudiés pour développer des architectures robustes susceptibles d’être industrialisables.

Le développement de ligands et de complexes originaux pour améliorer ou développer de nouvelles réactions est un axe fort de l’équipe. Nous nous intéressons notamment à des :

•  Ligands ferrocéniques particulièrement efficaces en catalyse asymétrique : hydrogénation, alkylation allylique, couplage de Suzuki… (Rh, Ir, Ru, Pd), ou pour la modulation redox (Rh) ;
• Ligands carbènes N hétérocycliques (NHC) utilisés notamment pour le couplage de Suzuki, l’activation CH,… (Pd,Rh) ;
• Complexes base de Schiff (Mo, W, V) particulièrement efficaces en catalyse d’oxydation ;
• Ligands polydentes pour le contrôle de la polymérisation radicalaire OMRP (Fe, Co, Cu) ;
• Complexes Mn-alkyle pour le contrôle de la polymérisation radicalaire OMRP ;
• Ligands permettant un contrôle de la seconde sphère de coordination pour améliorer activités catalytiques et sélectivités en catalyse d’oxydation ;
• Ligands fonctionnalisés pour le greffage de ligands sur des polymères (cœur-coquille, résines Merrifield), ou sur des supports solides (recyclage de catalyseur).