Le but de ce travail de thèse, était, d'une part, d'étudier l'activité catalytique des nouveaux complexes de vanadium pour la fonctionnalisation oxydante d'alcanes (le méthane inclus) et, d'autre part, d'élargir l'étude aux complexes de fer dans l'esprit de modeler des enzymes monooxygénases. Deux polyoxomolybdates contenant des atomes de vanadium(V) ont été testés comme catalyseurs pour l'oxydation des alcanes utilisant de l'eau oxygénée et de l'air comme oxydants. Cinq nouveaux complexes de vanadium(IV) et (V) ont été synthétisés et analysés par les techniques spectroscopiques courantes (IR, RMN, MS), par microanalyses, et ses structures ont été obtenues lors des analyses par diffraction des rayons X. Ces complexes ont été testés comme catalyseurs pour l'oxydation des alcanes en utilisant de l'eau oxygénée et de l'air comme oxydants. Un nouveau système catalytique, qui utilise l'acide peroxyacetique comme oxydant et un composé de vanadium comme catalyseur, a été testé avec succès dans l'oxydation des alcanes, et l'étude cinétique complète nous a conduit à proposer un mécanisme catalytique. Trois sels de fer(III) ont été testés comme catalyseurs pour l'oxydation des alcanes et une étude cinétique complète a suggéré que le mécanisme catalytique n'était pas le même pour les trois sels. Deux complexes dinucléaires de fer(III) contenant des ligands chelatants N- et N, O- ont été aussi testés avec succès comme catalyseurs pour l'oxydation des alcanes avec de l'eau oxygénée et l'air comme oxydants. Les résultats obtenus concluent que ces deux complexes peuvent être considérés comme modèles fonctionnels pour des enzymes monooxygénases, comme le méthane monooxygénase et l'hémérythrine.

Since the classic work Metal-Catalyzed Oxidations of Organic Compounds (edited by R A Sheldon and J K Kochi, 1991), no book has been devoted to advances in the field of biomimetic oxidations, which was created nearly 18 years ago. This expanding research field is covered in this volume. All the different aspects of the modeling of oxidations catalyzed by metalloenzymes are dealt with.This invaluable book will be useful to postgraduates as well as researchers in academia and industry, and will also benefit second year university students.

The catalytic activation of dioxygen continues to attract interest both due to its biological importance and synthetic potential. Metalloenzymes play crucial roles in metabolism by living organisms. The modelling of metalloenzymes by biomimetic metal complexes helps the search for useful oxidation catalysts and the understanding of their mechanisms of operation. Dioxygen is also the oxidant of choice in emission-free technologies aimed at minimising pollution of the environment, in line with the green chemistry requirements. This volume is devoted to recent progress in the field of catalytic oxidations using ruthenium, copper, iron, gold, cobalt and other complexes. Products and mechanistic aspects are given special emphasis throughout the book.

The activation of dioxygen by metal ions has both synthetic potential and biological relevance. Dioxygen is the cleanest oxidant for use in emission-free technologies to minimize pollution of the environment. The book gives a survey of those catalyst systems based on metal complexes which have been discovered and studied in the last decade. They activate molecular oxygen and effect the oxidation of various organic compounds under mild conditions. Much of the recent progress is due to a search for biomimetic catalysts that would duplicate the action of metalloenzymes. Mechanistic aspects are emphasized throughout the book. An introductonary chapter reviews the chemistry of transition metal dioxygen complexes, which are usually the active intermediates in the catalytic reactions discussed. Separate chapters are devoted to oxidation of saturated, unsaturated and aromatic hydrocarbons, phenols, catechols, oxo-compounds, phosphorus, sulfur and nitrogen compounds.

Vanadium is one of the more abundant elements in the Earth’s crust and exhibits a wide range of oxidation states in its compounds making it potentially a more sustainable and more economical choice as a catalyst than the noble metals. A wide variety of reactions have been found to be catalysed by homogeneous, supported and heterogeneous vanadium complexes and the number of applications is growing fast. Bringing together the research on the catalytic uses of this element into one essential resource, including theoretical perspectives on proposed mechanisms for vanadium catalysis and an overview of its relevance in biological processes, this book is a useful reference for industrial and academic chemists alike.