Synthèse et études physico-chimiques d'organogélateurs diamides s'auto-assemblant en fibres ou en nanotubes

par Nancy Patricia Diaz Zavala

Thèse de doctorat en Chimie physique

Sous la direction de Philippe Mésini.

Soutenue en 2006

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    Ce travail a consisté à synthétiser une famille de diamides et à les étudier en tant qu’organogélateurs. Ces diamides ont été obtenus par alkylation d’esters de l’acide 1,3-dihydroxybenzoïque avec deux chaînes alkyle contenant un groupe amide. Nous avons fait varier le groupe ester, ainsi que la longueur des chaînes contenant les amides puis nous avons étudié les corrélations entre propriétés de gélification de ces composés et leur structure chimique. Ils gélifient principalement les alcanes et les solvants aromatiques, à des concentrations qui peuvent descendre jusqu’à 0. 05 % en masse. Les diagrammes de phase ont été établis par la méthode de la bille tombante. Nous avons montré, par des méthodes spectroscopiques que l’auto-assemblage des molécules était assuré en partie par des liaisons H entre les groupes amides et par des interactions - entre les groupes aromatiques. La forme de ces auto-assemblages a été étudiée par microscopie électronique sur les gels après cryofracture. Selon le groupe ester, la longueur des chaînes alkyles ou le solvant, on obtient des fibres ou des rubans plats de quelques dizaines de nm de large et de quelques microns de long. De plus, deux de ces composés forment des nanotubes dans les alcanes avec des diamètres externes de 30 nm. La diffusion des RX et des neutrons aux petits angles a permis de confirmer la forme tubulaire de ces objets et d’en mesurer les rayons interne et externe avec précision. Les nanotubes diffractent les RX aux grands angles, ce qui montre que leur structure est cristalline. En solution diluée, ces composés s’auto-assemblent en rubans hélicoïdaux qui sont les précurseurs des nanotubes.

  • Titre traduit

    Synthesis and physico-chemical studies of diamide organogelators that self-assemble into fibers or nanotubes


  • Résumé

    This work consisted in the synthesis of a series of diamides and their study as organogelators. These diamides were obtained via alkylation of 1,3-dihydroxybenzoic acid esters by alkyl chains containing amide groups. We have varied the ester groups and the alkyl chain lengths and studied the relationships between organogelation properties and chemical structure. They gel mainly alkanes and aromatic solvent for minimal gel concentration as low as 0. 05 % wt. Phase diagrams were determined by the dropping ball method. We have shown by spectroscopic techniques that most of the self-assembly is secured by H bonds between amides and - interactions between aromatic moieties. The shape of the self-assemblies was studied by electron microscopy of the freeze-fractured gels. Depending on the ester group, the alkyl chain length and the solvent, they form fibers or flat ribbons a few 10s nm wide and several µm long. Two compounds of the series form nanotubes with diameters of 30 nm in alkanes. SANS and SAXS enabled us confirming the tubular shape of this aggregates and measuring accurately their inner and outer radii. The nanotubes, exhibit Bragg peaks in the WAXS spectra, which shows that their structure is crystalline. In diluted solutions, these compounds form helical tapes, which are precursors to the nanotubes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (110 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 108-110

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2006;5131
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