An element through the looking glass: Exploring the Au-C, Au-H and Au-O energy landscape

Gold, the archetypal “noble metal”, used to be considered of little interest in catalysis. It is now clear that this was a misconception, and a multitude of gold-catalysed transformations has been reported. However, one consequence of the long-held view of gold as inert metal is that its organometallic chemistry contains many “unknowns”, and catalytic cycles devised to explain gold's reactivity draw largely on analogies with other transition metals. How realistic are such mechanistic assumptions? In the last few years a number of key compound classes have been discovered that can provide some answers. This Perspective attempts to summarise these developments, with particular emphasis on recently discovered gold(III) complexes with bonds to hydrogen, oxygen, alkenes and CO ligands

A d10 Ag(i) amine-borane σ-complex and comparison with a d8 Rh(i) analogue : Structures on the η1 to η2:η2 continuum

H3B·NMe3 σ-complexes of d8 [(L1)Rh][BArF4] and d10 [(L1)Ag][BArF4] (where L1 = 2,6-bis-[1-(2,6-diisopropylphenylimino)ethyl]pyridine) have been prepared and structurally characterised. Analysis of the molecular and electronic structures reveal important but subtle differences in the nature of the bonding in these σ-complexes, which differ only by the identity of the metal centre and the d-electron count. With Rh the amine-borane binds in an η2:η2 fashion, whereas at Ag the unsymmetrical {Ag⋯H3B·NMe3} unit suggests a structure lying between the η2:η2 and η1 extremes

Methyl Complexes of the Transition Metals

Organometallic chemistry can be considered as a wide area of knowledge that combines concepts of classic organic chemistry, that is, based essentially on carbon, with molecular inorganic chemistry, especially with coordination compounds. Transition-metal methyl complexes probably represent the simplest and most fundamental way to view how these two major areas of chemistry combine and merge into novel species with intriguing features in terms of reactivity, structure, and bonding. Citing more than 500 bibliographic references, this review aims to offer a concise view of recent advances in the field of transition-metal complexes containing M-CH fragments. Taking into account the impressive amount of data that are continuously provided by organometallic chemists in this area, this review is mainly focused on results of the last five years. After a panoramic overview on M-CH compounds of Groups 3 to 11, which includes the most recent landmark findings in this area, two further sections are dedicated to methyl-bridged complexes and reactivity.Ministerio de Ciencia e Innovación Projects CTQ2010–15833, CTQ2013-45011 - P and Consolider - Ingenio 2010 CSD2007 - 00006Junta de Andalucía FQM - 119, Projects P09 - FQM - 5117 and FQM - 2126EU 7th Framework Program, Marie Skłodowska - Curie actions C OFUND – Agreement nº 26722

In memoriam Branko Cividini

Branko Cividini (Samobor, 13. lipnja 1953. - Zagreb, 5. svibnja 2017.

Préparation de complexes d'or (III) alkyles pour de nouvelles réactivités : insertion migratoire et β-H élimination

Ce travail de thèse porte sur la chimie organométallique des composés d'or(III) et sur l'étude de nouvelles réactivités via une approche conjointe expérimentale et théorique. Nous avons préparé des complexes d'or(III) alkyles et aryles bien définis pour l'étude de deux étapes élémentaires inconnues à l'or: l'insertion migratoire d'oléfines et la B-H élimination. La première partie de ces travaux est dédiée à la préparation et au design de composés d'or(III) alkyles stables. Nous avons mis au point une stratégie directe et efficace pour accéder à des complexes d'or(III) alkyles cyclométallés bidentes (P,C) stables. Nous avons ensuite exploité la stabilité de ces complexes vis-à-vis de l'élimination réductrice pour étudier et caractériser des espèces cationiques d'or(III) [(P,C)AuR]+ avec des contres-ions plus ou moins labiles. La deuxième partie de ce manuscrit porte sur la réactivité de ces complexes d'or(III) avec des oléfines. A travers une étude de cas avec le norbornène nous avons pu mettre en évidence le premier exemple d'insertion migratoire d'oléfines dans une liaison AuIII-Me. Plusieurs intermédiaires clés de la réaction ont pu être caractérisés : un complexe pi, un complexe agostique et un complexe de syn insertion ; leur structure électronique a été analysée en détails. L'étude du mécanisme par DFT a confirmé un processus de coordination-insertion. Le processus d'insertion migratoire a pu être généralisé à d'autres oléfines comme l'éthylène. Dans une troisième partie, nous nous sommes intéressés à la stabilité des composés d'or(III) alkyles vis-à-vis d'une autre étape inconnue à l'or i.e la B-H élimination. Nous avons montré que ce processus se fait très facilement à partir de complexes (P,C) d'or(III) alkyles cationiques pour générer des composés d'or(III) hydrures et oléfines. L'analyse des produits de décomposition a notamment montré la capacité des intermédiaires hydrures à réinsérer des oléfines. Une séquence d'insertion d'éthylène, B-H élimination et réinsertion a pu être montrée par une combinaison d'analyses spectroscopiques et une étude DFT. Enfin, dans une dernière partie nous avons étudié le processus d'insertion migratoire d'alcènes et d'alcynes dans une liaison Au-Csp2. Nous avons pu constater une insertion beaucoup plus favorable que pour des liaisons Au-Csp3, ce qui a permis d'élargir le scope à d'autres oléfines. Nous avons également caractérisé des intermédiaires clefs d'or(III) pi arènes, inconnus, qui se sont montrés plus stables vis-à-vis du processus de B-H élimination.The present work is an organometallic study concerning the chemistry of gold(III) complexes and their reactivity through both experimental and theoretical experiments. Well defined gold(III) alkyl and aryl complexes were prepared in the interest of studying two elementary steps unknown until now with gold: migratory insertion and ß-H elimination. The first part of this work is dedicated to the preparation and the design of stable gold (III) alkyl complexes. We developed a straightforward strategy to access stable (P,C) bidentate cyclometalated gold (III) alkyl complexes. In order to explore the stability of these complexes, a series of cationic gold (III) complexes with more or less labile counter anions were synthesized and characterized. The second part of this manuscript concerns the reactivity of these gold(III) complexes with olefins. Through a case study with norbornene, we evidenced the first example of migratory insertion of olefin into Au(III)-Me bond. Moreover, several key intermediates of this reaction have been characterized: a pi-complex, an agostic complex and a syn inserted complex. A mechanistic study has been performed using DFT analysis to confirm the coordination-insertion process. And as a final point, the migratory insertion process was generalized to other olefins such as ethylene. In a third part, we got interested to explore the stability of gold (III) alkyl complexes towards another unknown step with gold, i.e ß-H elimination. In fact, we have shown that this process occurs very easily from cationic gold (III) alkyl (P,C) complexes to give hydride gold (III) compounds and olefins. The analysis of decomposition products showed the ability of hydride intermediates to reinsert olefins. A sequence of ethylene insertion, ß-H elimination and reinsertion has been evidenced through spectroscopic and DFT studies. Finally, in the last part, the migratory insertion of alkenes and alkynes into Au-Csp2 bond was investigated. A more favorable insertion, compared to Au-Csp3, was observed and thus will allow expanding the scope to other olefins. We also characterized gold (III) piarenes key intermediates, elusive so far for gold, which showed to be more stable towards the ß-H elimination process

New reactivities with gold (III) alkyl complexes : migratory insertion and beta hybride elimination

Ce travail de thèse porte sur la chimie organométallique des composés d'or(III) et sur l'étude de nouvelles réactivités via une approche conjointe expérimentale et théorique. Nous avons préparé des complexes d'or(III) alkyles et aryles bien définis pour l'étude de deux étapes élémentaires inconnues à l'or: l'insertion migratoire d'oléfines et la B-H élimination. La première partie de ces travaux est dédiée à la préparation et au design de composés d'or(III) alkyles stables. Nous avons mis au point une stratégie directe et efficace pour accéder à des complexes d'or(III) alkyles cyclométallés bidentes (P,C) stables. Nous avons ensuite exploité la stabilité de ces complexes vis-à-vis de l'élimination réductrice pour étudier et caractériser des espèces cationiques d'or(III) [(P,C)AuR]+ avec des contres-ions plus ou moins labiles. La deuxième partie de ce manuscrit porte sur la réactivité de ces complexes d'or(III) avec des oléfines. A travers une étude de cas avec le norbornène nous avons pu mettre en évidence le premier exemple d'insertion migratoire d'oléfines dans une liaison AuIII-Me. Plusieurs intermédiaires clés de la réaction ont pu être caractérisés : un complexe pi, un complexe agostique et un complexe de syn insertion ; leur structure électronique a été analysée en détails. L'étude du mécanisme par DFT a confirmé un processus de coordination-insertion. Le processus d'insertion migratoire a pu être généralisé à d'autres oléfines comme l'éthylène. Dans une troisième partie, nous nous sommes intéressés à la stabilité des composés d'or(III) alkyles vis-à-vis d'une autre étape inconnue à l'or i.e la B-H élimination. Nous avons montré que ce processus se fait très facilement à partir de complexes (P,C) d'or(III) alkyles cationiques pour générer des composés d'or(III) hydrures et oléfines. L'analyse des produits de décomposition a notamment montré la capacité des intermédiaires hydrures à réinsérer des oléfines. Une séquence d'insertion d'éthylène, B-H élimination et réinsertion a pu être montrée par une combinaison d'analyses spectroscopiques et une étude DFT. Enfin, dans une dernière partie nous avons étudié le processus d'insertion migratoire d'alcènes et d'alcynes dans une liaison Au-Csp2. Nous avons pu constater une insertion beaucoup plus favorable que pour des liaisons Au-Csp3, ce qui a permis d'élargir le scope à d'autres oléfines. Nous avons également caractérisé des intermédiaires clefs d'or(III) pi arènes, inconnus, qui se sont montrés plus stables vis-à-vis du processus de B-H élimination.The present work is an organometallic study concerning the chemistry of gold(III) complexes and their reactivity through both experimental and theoretical experiments. Well defined gold(III) alkyl and aryl complexes were prepared in the interest of studying two elementary steps unknown until now with gold: migratory insertion and ß-H elimination. The first part of this work is dedicated to the preparation and the design of stable gold (III) alkyl complexes. We developed a straightforward strategy to access stable (P,C) bidentate cyclometalated gold (III) alkyl complexes. In order to explore the stability of these complexes, a series of cationic gold (III) complexes with more or less labile counter anions were synthesized and characterized. The second part of this manuscript concerns the reactivity of these gold(III) complexes with olefins. Through a case study with norbornene, we evidenced the first example of migratory insertion of olefin into Au(III)-Me bond. Moreover, several key intermediates of this reaction have been characterized: a pi-complex, an agostic complex and a syn inserted complex. A mechanistic study has been performed using DFT analysis to confirm the coordination-insertion process. And as a final point, the migratory insertion process was generalized to other olefins such as ethylene. In a third part, we got interested to explore the stability of gold (III) alkyl complexes towards another unknown step with gold, i.e ß-H elimination. In fact, we have shown that this process occurs very easily from cationic gold (III) alkyl (P,C) complexes to give hydride gold (III) compounds and olefins. The analysis of decomposition products showed the ability of hydride intermediates to reinsert olefins. A sequence of ethylene insertion, ß-H elimination and reinsertion has been evidenced through spectroscopic and DFT studies. Finally, in the last part, the migratory insertion of alkenes and alkynes into Au-Csp2 bond was investigated. A more favorable insertion, compared to Au-Csp3, was observed and thus will allow expanding the scope to other olefins. We also characterized gold (III) piarenes key intermediates, elusive so far for gold, which showed to be more stable towards the ß-H elimination process

Breaking carbon–fluorine bonds with main group nucleophiles

In this Account we describe a series of new reactions that we, and others, have reported that involve the transformation of C–F bonds into C–Mg, C–Al, C–Si, C–Fe and C–Zn bonds. We focus on the use of highly reactive main group nucleophiles and discuss aspects of reaction scope, selectivity and mechanism

Traumatismes secondaires à la pratique du judo chez l’enfant

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