Synthesis and caracterisation of nitrogen-containing polyheterocyclic molecules for the complexation of Polluting metal cations
Synthèse et caractérisation de molécules polyhétérocycliques azotées pour la complexation de cations metalliques polluants
Résumé
The recovery of actinides(III) from the mixture actinides(III)/lanthanides(III) is a great deal of the nuclear waste management. Experiences have shown that derivatives of 2,6- bis(1,2,4-triazin-3-yl)pyridine (BTP) are able to extract selectively actinides(III) from lanthanides(III). But the properties of these molecules need to be reinforced to exhibit best extraction performances and to resist to the harsh conditions of the extracting processes. Originally functionnalized ligands were synthesized and tested in a radioactive medium. In a second part, this work focuses on the control and the detection of actinides(III). This could be done thanks to the use of a chemical sensor such as quartz crystal microbalance. The study of this apparatus required the preliminary synthesis of original complexing BTP-derived structures. The last part of this work deals with the study of new synthetic ways to afford the BTP moiety. The palladium-catalyzed cross-coupling reaction of 3-methylthio-1,2,4-triazine with various 2-stannylated pyridines have been explored. Our investigations have also allowed to develop a method for synthesizing unsymmetrical 1,2,4,5-tetrazines from the cross-coupling reaction between 3-methylthio-6-(morpholin-N-yl)-1,2,4,5-tetrazine and organoboron / organostannane derivatives.
La séparation des actinides(III) du mélange actinides(III)/lanthanides(III) constitue un problème crucial dans le retraitement du combustible nucléaire usé. Il a été montré expérimentalement que les dérivés de la 2,6-bis(1,2,4-triazin-3-yl)pyridine (BTP) sont capables d'extraire sélectivement les actinides(III) par rapport aux lanthanides(III). Cependant, les propriétés de ces molécules doivent être améliorées pour afficher de meilleures performances d'extraction et pour résister aux conditions dures du milieu à extraire. Des ligands fonctionnalisés de manière originale ont été synthétisés puis testés en milieu actif. Par ailleurs, le contrôle et la détection des actinides(III) en phase aqueuse pourraient être réalisés à l'aide d'un capteur chimique tel que la micro-balance à quartz. L'étude de faisabilité de ce dispositif a nécessité la conception préalable de structures complexantes originales dérivées de la BTP. Le dernier volet de ce travail repose sur l'étude de nouvelles voies d'accès au motif BTP. La réaction de couplage croisé catalysé au palladium entre la 3-méthylsulfanyl-1,2,4- triazine et diverses pyridines stannylées a été explorée. Les recherches ont également permis de développer une méthode de synthèse de 1,2,4,5-tétrazines non symmétriques à partir de la 3-méthylsulfanyl-6-(morpholin-N-yl)-1,2,4,5-tétrazine et des dérivés d'acides boroniques et organostanniques.
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