Elaboration of molecular materials from calixarene units
Élaboration de matériaux moléculaires à partir d'unités calixaréniques
Résumé
During this work of thesis, new calixarenes complexing selectively metal ions have been synthesized. After a bibliographic presentation, a calix[4]arene containing organosiloxane group has been synthesized and grafted on a periodically mesoporous SBA-15. The multiple characterization techniques, such as XRD, nitrogen adsorption, TEM, FT-IR and solid state 29Si NMR, as well as TG indicate that the calix[4]arene derivative has been well-anchored on the surface of SBA-15 generating a new class of hybrid materials. This new hybrid material has been demonstrated to have highly selectivity towards several ions, such as Cu2+, Zn2+, Bi3+, Co2+, Cd2+, Ni2+ and Pb2+. The third part of this work, relates to the complexation properties of new thiacalix[4]arenes containing three amide groups towards heavy and transition metals. The substitution of the residual phenolic group with n-propyl chain, an ester or an amid group doesn't modify the nature of the formed complexes except for mercury salts (I) and (II). In this case the triamide ligand is the only one to complex mercury (I) and does not present any affinity with respect to mercury (II). The introduction of the n-propyl chain, an ester or fourth amid groups improves the affinity of these ligands to mercury (II). The last objective of this work is the synthesis of new calixarenes copolymers. Two methods of grafting of monomers are described and several reactional pathways have been tested
Dans le but de synthétiser des matériaux capables de complexer sélectivement des ions métalliques et des molécules biologiques, de nouveaux récepteurs calixaréniques ont été synthétisés. Après une étude bibliographique présentant les travaux réalisés dans la littérature dans le domaine de la synthèse des calixarènes, des calixarènes porteurs de groupes organosiloxanes greffés sur une silice mésoporeuse de type SBA15 ont été synthétisés dans la deuxième partie. Les études des propriétés extractantes du matériau porteur d'un seul bras organosiloxane greffé, vis-à-vis des ions métalliques Cu2+, Zn2+, Bi3+, Co2+, Cd2+, Ni2+ et Pb2+, ont révélé une haute affinité vis-à-vis de tous les cations avec une meilleures sélectivité envers les ions Pb2+. La troisième partie de cette thèse concerne la synthèse et l'étude de complexation, par spectroscopie UV-visible en solution, de nouveaux ligands thiacalixaréniques triamides vis-à-vis des métaux lourds et des métaux de transition. Les résultats de cette étude ont montré que la protection du groupement hydroxyle résiduel par une chaine n-propyle ou un groupe ester ne modifie pratiquement pas la nature des complexes à l'exception des sels de mercure (I) et (II). Ainsi, le ligand triamide est le seul à complexer le mercure (I) mais ce récepteur ne présente aucune affinité vis-à-vis de l'ion mercure (II). L'introduction des groupements n-propyle, ester ou d'un quatrième groupement amide améliore l'affinité de ces ligands vis-à-vis de l'ion mercure (II). Enfin, la quatrième partie s'intéresse à la synthèse de copolymères calixaréniques en vue de complexer des molécules biologiques. Deux stratégies de synthèse ont été décrites.et différentes voies réactionnelles ont été mises en œuvre