Etude de la géométrie et des propriétés photophysiques de nouveaux complexes métalliques à base de tétraazacycloalcanes

Abstract

Les tétraazacycloalcanes et leurs dérivés sont des macrocycles azotés connus pour leurs propriétés de complexation vis-à-vis des métaux de transition et des métaux lourds. Dans le cas de l’épuration de liquides, le macrocycle est généralement immobilisé sur un support solide (résine organique ou gel de silice). Les effluentes sont alors décontaminées par un procédé d’extraction solide-liquide. L’objectif de cette thèse est la synthèse de dérivés du 5-aminométhyl-[13]aneN₄ et du Cyclame, leur complexation et la caractérisation physico-chimique de complexes de cations métalliques ainsi que le greffage de dérivés du cyclame sur support solide (silice et silicate naturel). Dans une première partie nous avons synthétisé des complexes métalliques du 5-aminométhyl-[13]aneN₄ et nous avons pu montrer par des caractérisations physico-chimiques que l’atome d’azote exocyclique complète la sphère de coordination du centre métallique. Nous avons ensuite mis au point une réaction de monoaeylation sélective catalysée par le palladium du 5-aminométhyl-[13]aneN₄ par le groupement anthracène. Le macrocycle obtenu présente une double fluorescence qui est influencée par la présence de cations métalliques tels que le cuivre, le nickel et le zinc. L’étude de la fluorescence dans l’eau en fonction pH a permis de conclure que ce composé pourrait être utilisé comme détecteur de pH dans la gamme 10-11. La synthèse de nouveaux macrocycles N-fonctionnalisés par un groupement sulfonamide à base de cyclame permet la formation d’un zwitterion consécutif à la déprotonation de l’atome d’azote exocyclique et la protonation d’un atome d’azote du macrocycle. La suite de notre travail a été consacrée au greffage de dérivés du cyclame sur un silicate naturel marocain (diatomite) afin de valoriser cette ressource naturelle pour la séquestration des ions métalliques à l’état de traces dans des effluents industriels. Les premiers essais menés au laboratoire ont permis d’obtenir de bons rendements de greffage de macrocycles sur ce matériau malgré sa faible surface spécifique.