New manganese complexes with nitrogen donor ligands. Catalysts for oxidation reactions

Abstract

The catalytic asymmetric oxidation of alkenes has special interest from both industrial and academic points of view. For this reason, catalysts able to perform these reactions in a faster and more effective manner have been developed along the latest years. This thesis describes the synthesis of new N-donor ligands (one bidentate, one bridging tetradentate and a family of spiro tetradentate), some of them chiral. The coordination of these ligands to different manganese salts is also described, giving mono-, bi- and pentanuclear complexes that have been fully characterized through structural, spectroscopic, electrochemical and magnetic techniques, using in some cases computational calculations. All complexes have been evaluated as catalysts for the epoxidation of aromatic and aliphatic alkenes. The effect of additives and ionic liquids in the catalytic media has also been studied, giving in general better results and allowing the catalyst reusability. Finally, the nature of some intermediate catalytic species was investigated.

Les reaccions catalítiques d'oxidació asimètrica d'alquens tenen una gran importància tant des d'un punt de vista acadèmic com industrial. Per aquest motiu en els darrers anys s'han desenvolupat catalitzadors capaços de portar a terme aquestes reaccions d'una forma més ràpida i eficaç. En aquesta tesi es descriu la síntesi de nous lligands N-donors (un bidentat, un tetradentat pont i una família de tetradentats spiro), alguns d'ells quirals. S'ha estudiat la coordinació d'aquests lligands a diferents sals de manganès generant complexos mono-, di- o pentanuclears que s'han caracteritzat exhaustivament mitjançant tècniques estructurals, espectroscòpiques, electroquímiques i magnètiques, utilitzant en alguns casos mètodes computacionals. S'ha avaluat l'activitat catalítica dels complexos en l'epoxidació d'alquens aromàtics i alifàtics i s'ha estudiat l'efecte que tenen els additius i líquids iònics en el medi catalític, que han portat generalment a millors resultats i han permès la reutilització del catalitzador. Finalment s'ha estudiat la naturalesa d'alguns intermedis catalítics.