Chercheur psot-doctorant : compréhension de la réactivité de complexes d’or(III) en utilisant la chimie computationnelle – H/F

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Missions

– Effectuer des calculs DFT sur des systèmes moléculaires, plus particulièrement sur des complexes d’or
– Concevoir/optimiser des complexes d’or(III) bien définis à utiliser en catalyse homogène par chimie computationnelle
– Comprendre la réactivité de ces nouveaux catalyseurs par chimie computationnelle

Activités

– Elaborer de nouveaux complexes d’or (III) avec des ligands chélates/pinces afin d’ouvrir un nouveau pan de la catalyse à l’or
– Aider à la conception/optimisation de complexes d’Au(III) pertinents par chimie computationnelle pour des transformations catalytiques spécifiques
– Analyser les propriétés électroniques et les nouvelles situations de liaison dans ces complexes, en utilisant les méthodologies NBO, AIM, CDA, EDA…
– Décrire les mécanismes réactionnels impliquant ces nouveaux complexes d’or, comme l’hydroarylation des alcynes et des réactions d’insertion…
– Rationaliser les résultats expérimentaux obtenus par nos 2 partenaires : LHFA UMR 5069, Toulouse, Didier Bourissou, coordinateur ANR (synthèse et étude de la réactivité en solution) et Yves Gimbert, IPCM UMR 8232, Paris (étude par spectrométrie de masse en phase gazeuse).

Description de l’offre :
Les propriétés uniques des complexes d’or(III) les rendent très attrayants en catalyse, mais la rareté des complexes d’or(III) stables et réactifs a été jusqu’ici un obstacle majeur. Ce projet vise à élaborer une famille de complexes d’Au(III) bien définis et à ouvrir un nouveau pan de la catalyse à l’or. Il concernera plus particulièrement : i) le développement de nouveaux ligands chélates/pinces et l’application de complexes d’Au(III) bien définis à une transformation catalytique importante, l’hydroarylation; ii) la préparation et l’étude de la réactivité de nouveaux complexes hautement réactifs, les complexes carbéniques électrophiles d’or(III). Le projet vise à bien comprendre les facteurs clés en jeu pour pouvoir concevoir/optimiser de manière rationnelle des complexes d’or(III) bien définis ayant un intérêt en catalyse. Ces travaux associeront intimement des études expérimentales approfondies en solution avec des caractérisations poussées par spectrométrie de masse en phase gazeuse et des calculs théoriques de pointe.
L’offre post-doctorale concerne plus particulièrement la partie computationnelle du projet. Le (la) post-doctorant(e) effectuera des calculs DFT sur des complexes d’or afin de rationaliser les résultats expérimentaux obtenus en solution et en phase gazeuse (spectrométrie de masse) et d’aider à la conception des complexes d’Au(III) pertinents pour les transformations catalytiques. Les calculs DFT seront effectués pour analyser en profondeur la structure et la situation de liaison des nouveaux complexes Au(III) (complexes  et complexes carbéniques en particulier) en utilisant les méthodologies NBO, AIM, CDA, EDA… Les études mécanistiques seront axées sur l’hydroarylation des alcynes (pour identifier la voie privilégiée et les facteurs clés sous-jacents) et sur les réactions d’insertion dans des carbènes d’or(III) électrophiles.

Mots clés : DFT – Propriétés électroniques – Profils énergétiques – Situation de liaison – Catalyse homogène.

Compétences

– Avoir un doctorat en chimie-physique
– Avoir une bonne expérience dans l’application des méthodes théoriques pour l’étude des propriétés électroniques et l’analyse de nouvelles situations de liaison de systèmes moléculaires
– Avoir une expertise forte dans l’étude théorique des mécanismes réactionnels par DFT (Gaussian, ADF, Turbomole …). Des connaissances sur les méthodes ONIOM, QM/MM seront appréciées.
– Etre très enthousiaste et doit apprécier de travailler sur un projet collaboratif alliant expérience et théorie.

Contexte de travail

Le (la) post-doctorant(e) sera localisé(e) à l’Institut des Sciences Analytiques et de Physico-Chimie pour l’Environnement et les Matériaux – IPREM-UMR 5254 (https://iprem.univ-pau.fr/fr/index.html. Hélioparc, 2 avenue P. Angot, 64053 Pau cedex 09 – France). Il (elle) sera rattaché(e) au pôle scientifique : Chimie Analytique, Physique et Théorique (CAPT).
L’IPREM est une Unité Mixte de Recherche CNRS / UPPA (UMR 5254). Les membres de l’IPREM, environ 280 membres (moitié permanents et moitié non-permanents) s’intéressent au développement des connaissances fondamentales en physico-chimie, chimie analytique et microbiologie, en relation avec les applications concernant la structure du vivant, la gestion de l’environnement et les propriétés (structurales, électroniques, spectroscopiques) de différentes classes de matériaux et de nouveaux catalyseurs organométalliques. Leurs compétences sont basées sur des stratégies analytiques, la modélisation, des approches physico-chimiques, l’étude fine des structures et de la réactivité, le développement, la caractérisation et la mise en œuvre à différentes échelles.
L’équipe qui accueillera le(la) post-doctorant(e) est spécialisée dans l’application de la chimie computationnelle pour déterminer les relations entre la structure et les propriétés électroniques des composés des métaux du groupe principal et des métaux de transition, pour décrire leurs situations de liaison inhabituelles et pour effectuer des recherches mécanistiques sur les systèmes organométalliques. Plus spécifiquement, les travaux de recherche de notre groupe sont axés sur la compréhension de la réactivité de nouveaux systèmes moléculaires par une approche couplée expérience-théorie. Nous nous intéressons à la détermination des propriétés (électroniques, spectroscopiques) et des mécanismes réactionnels de composés organométalliques, d’espèces hautement réactives, de composés avec une situation de liaison inhabituelle, de nouveaux catalyseurs avec ou sans métaux de transition (chimie de l’or, iode hypervalent, carbènes NHC …), de matériaux moléculaires. Il s’agit d’une recherche fondamentale en science chimique visant à acquérir des connaissances en catalyse homogène et sur des processus de polymérisation.
Les calculs seront effectués sur un cluster de calculs local, un cluster régional (MCIA : Mésocentre de Calcul Intensif Aquitain) et si nécessaire sur un cluster national (GENCI).

Les travaux seront réalisés en étroite collaboration avec deux équipes d’expérimentateurs :
– L’équipe de Didier Bourissou (coordinateur ANR), LHFA UMR 5069, Université Paul Sabatier Toulouse, spécialisée dans l’étude de composés du groupe principal (en particulier P et B), la chimie de coordination/chimie organométallique (métaux des groupes 10 et 11 en particulier) et dans le développement de nouvelles approches en catalyse.
– L’équipe de Yves Gimbert, IPCM UMR 8232, Paris, spécialisée dans la mise en œuvre de réactions ion-molécule grâce à un spectromètre de masse modifié (home-made) et dans l’étude de la réactivité chimique de complexes métalliques.
Ce projet sera financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR). Le contrat débutera au début du mois d’octobre 2020. L’offre post-doctorale proposée (partie chimie computationnelle du projet ANR) est pour une durée de 12 à 16 mois.

Contraintes et risques

Pas de risques particuliers

Informations complémentaires

Pour plus de renseignements, vous pouvez contacter :
karinne.miqueu@univ-pau.fr ou +33 (0)5 59 40 75 77

Afin qu’ils soient pris en compte, les dossiers de candidature sont à déposer sur le portail CNRS directement et ne doivent pas être envoyés par mail

La date de recrutement est susceptible d’être reportée à la fin de la période de confinement.

URL Courte :
https://bit.ly/2XjjTY6