New catalytic pathways for the synthesis of hydrosilanes from renewable reductants

L’utilisation massive de ressources fossiles telles que le charbon ou le pétrole provoque, outre l’appauvrissement de ces ressources, de fortes émissions de CO₂ anthropogéniques. Pour évoluer vers une société durable et plus respectueuse de l’environnement, une stratégie d’économie circulaire est indispensable. Dans ce cadre, la valorisation de ressources carbonées alternatives telles que le CO₂, la biomasse ou les déchets plastiques oxygénés vers des produits à haute valeur ajoutée est particulièrement attrayante. Elle nécessite néanmoins le développement de méthodes efficaces pour la réduction de liaisons C–O (σ ou π) en liaisons C–H. Les hydrosilanes et les hydroboranes sont des réducteurs adéquats pour réaliser ces transformations, mais ils ne sont pas renouvelables et leur production est très énergivore. Dans ces travaux de thèse, nous avons développé de nouvelles voies de synthèse des hydrosilanes à partir de H₂, un réducteur renouvelable. Des systèmes catalytiques à base d’iridium ou de bore ont été découverts, qui facilitent ces nouvelles voies de synthèse plus efficaces d’un point de vue énergétique. Les travaux de cette thèse ont, de plus, ouvert la voie à la synthèse d’hydroboranes à partir de H₂. Enfin, une approche électrocatalytique pour la synthèse d’hydrosilanes a également été explorée.The wide-scale use of fossil resources such as coal or oil causes, not only the depletion of these resources, but also high anthropogenic CO₂ emissions. A circular economy strategy is essential to progress towards a sustainable society, more respectful of the environment. In this context, the conversion of alternative carbon resources such as CO₂, biomass or oxygenated plastic wastes into useful chemicals is particularly attractive. It requires the development of efficient methods for the reduction of C–O bonds (σ or π) into C–H bonds. While hydrosilanes and hydroboranes are suitable reductants to perform these transformations, they are not renewable and their production is energy- intensive. In this thesis, we have developed new pathways for the synthesis of hydrosilanes from H₂, a renewable reductant. Catalytic systems based on iridium or boron have been discovered which facilitate these new, more energy-efficient synthetic routes. Moreover, this work has paved the way to the synthesis of hydroboranes from H₂. Finally, an electrocatalytic approach for the synthesis of hydrosilanes has also been explored