Doctorat en chimie moléculaire (H/F)

Sujet de thèse :
1. Mots-clés
Electrochimie moléculaire, catalyse organométallique, électrosynthèse, réactions de couplages.

2. Contexte
Pour limiter l’utilisation des ressources énergétiques et matérielles d'origine fossile dans la production chimique, l'électrification des voies de synthèse offre une approche prometteuse. Cette évolution introduit l'électrosynthèse (i.e. la création de liaisons chimiques à l'aide de l'électricité) comme technologie clé. La portée de cette technologie dépend du développement de catalyseurs efficaces adaptés aux conditions d'électrosynthèse - les électrocatalyseurs. Dans ce contexte, notre équipe élabore des stratégies originales visant à déployer l'électrocatalyse en synthèse. Nous explorons notamment ces stratégies pour la fonctionnalisation de squelettes organiques, notamment avec des synthons renouvelables et abondants, pour générer des produits à plus haute valeur ajoutée.

3. Sujet
Ce sujet de thèse vise à développer une approche d’électrocatalyse moléculaire pour les couplages réducteurs entre des liaisons multiples de substrats insaturés et des briques de bases pour la fonctionnalisation. Le sujet mettra en jeu la conception réfléchie de complexes de métaux de transitions (par exemple Ni polypyridines) comme électrocatalyseurs, prenant appui sur des résultats en hydrogénation précédemment décrits par l’équipe. Les réactions d’intérêt étudiées seront plus particulièrement des couplages électroréducteurs entre insaturations organiques, notamment des alcynes/alcènes, carbonyles ou nitriles, et synthons réductibles, comme les aldéhydes et les oxydes de carbone ou d’azote.

4. Méthodologies
Les travaux débuteront par la synthèse de ligands et complexes de métaux de transition et les caractérisations moléculaires associées (RMN, IR, MS). Des études électrochimiques avancées seront ensuite réalisées pour évaluer les propriétés rédox de ces complexes et leur réactivité dans le cadre des réactions d’intérêts (voltampérométrie, électrolyse, voire spéctroélectrochimie) et ainsi identifier les meilleurs candidats-catalyseurs. L’application de ces électrocatalyseurs pour des réactions d’intérêt sera alors étudiée via des campagnes d’électrolyses et les produits de couplage obtenus isolés et caractérisés par méthodes spectroscopiques et chromatographiques.

5. Compétences attendues
Excellentes connaissances et compétences en chimie moléculaire (organique, organométallique) sur le plan de la synthèse, des caractérisations et des propriétés (réactivité, propriétés physico-chimiques).
Maîtrise des manipulations chimiques sous atmosphère inerte.
Intérêt voire expérience en électrochimie.

6.Compétences et savoirs développés pendant la thèse
Synthèse moléculaire (organique, complexes de coordination) et méthodes d'identification (RMN, GC/MS, HRMS).
Réactivité d’espèces organométalliques.
Electrochimie de composés moléculaires (voltampérométrie, électrolyse, spectro-électro
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