Utilisation de la fonction (méth) acrylique pour accéder à de nouveaux liquides ioniques

par Julie Harmand

Thèse de doctorat en Chimie moléculaire

Sous la direction de Jean-Luc Mieloszynski et de Michèle Sindt.

Soutenue en 2008

à Metz .


  • Résumé

    Le manuscrit présente la synthèse de différents nouveaux liquides ioniques (LI) à partir de composés (méth)acryliques. La structure particulière des LI leur confère des propriétés atypiques (stabilité chimique et thermique, faible tension de vapeur, conductivité ionique élevée ) qui ont permis leur utilisation dans de nombreux domaines¡de la chimie. Cependant le coût et la disponibilité des LI, particulièrement ceux présentant une fonction atypique dans leur chaîne latérale, sont deux inconvénients mettant un frein à leur utilisation dans des protocoles à l échelle industrielle. Un des objectifs de ce travail de thèse a donc été de mettre au point une synthèse simple, rapide et efficace de LI possédant une fonction acide carboxylique en bout de chaîne latérale ainsi que des contre-ions fluorés (BF4, PF6 et NTf2). Nous avons donc réalisé l addition de Michaël du N-méthylimidazole sur la double liaison conjuguée de l acide acrylique en présence de l acide fluoré correspondant. La préparation de polymères électrolytes pour batterie de nouvelle génération à partir de LI possédant une fonction polymérisable est un des défis du moment. Cependant même si les LI de départ présentent une conductivité ionique élevée, cette dernière chute considérablement après polymérisation. Pour contourner le problème, nous avons synthétisé différents LI présentant une fonction (méth)acrylate qui pourraient présenter la conductivité ionique la plus élevée possible. Pour cela nous avons fait varier les contre-ions, la nature du monomère (anionique ou cationique), et introduit un atome de soufre dans la chaîne latérale pour apporter plus de flexiblité au LI et ainsi améliorer sa conductivité

  • Titre traduit

    Access to new lonic liquids via (meth)acrylic compounds


  • Résumé

    This manuscript presents the synthesis of various new Ionic Liquids (IL) from (meth)acrylic compounds. IL structure provides them unusual properties (chemical and thermal stability, low vapour pressure, high ionic conductivity ), which enable their use in many fields of chemistry. However IL cost and availability, particularly for IL with an unusual function in their side chain, are two drawbacks slowing down their use in protocols on an industrial scale. The first goal of this work was to develop a simple, fast and effective synthesis of ILs which present a carboxylic acid function at the end of the side chain as well as fluorinated counter-anions (BF4, PF6 and NTf2). We have therefore performed a Michael addition of N-methylimidazole on the conjugated double bond of acrylic acid in the presence of related hydrogen fluoride. One of the key challenges of the moment is the preparation of electrolyte polymers for next-generation battery from ILs with a polymerizable function. But even if starting ILs have a high ionic conductivity, the latter drops considerably after polymerization. To circumvent the problem, we synthesized various ILs with a (meth)acrylate function which could present as high as possible ionic conductivity. So we have varied counter-ions, monomer nature (anionic or cationic), and introduced a sulfur atom in the side chain to increase IL flexibility in order to improve ionic conductivity.

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  • Annexes : Notes bibliogr.

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