Catanionic surfactants in polar cohesive solvents : impact of solvent physical parameters on their aggregation behavior

par Roland Ramsch

Thèse de doctorat en Chimie macromoléculaire et supramoléculaire

Sous la direction de Isabelle Rico-Lattès.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    On trouve peu d'études, dans la littérature, sur les tensioactifs (TA) catanioniques - formés d'une paire d'ions entre un TA anionique et un TA cationique - en milieu nonaqueux. Nous avons voulu rationaliser, dans ce travail, le comportement d'agr´egation de ce type de tensioactifs en les étudiant comparativement dans l'eau, dans le formamide, dans le glycérol et dans des mélanges de ces solvants polaires et cohésifs. Nous avons pour ce faire synthétis´e trois différents types de TA catanioniques (alcanoate d'alkylammonium, tétradécanoate de norbornène méthylène ammonium, alcanoate de N-alkylammonium-1-d´eoxy-D-glucitol). Les TA catanioniques ont la propriété de s'agréger en vésicules dans l'eau. Dans le cas des autres solvants ou mélanges des solvants, nous avons constat que le type d'agrégat que forment les TA catanioniques dépend de deux principaux facteurs : la constante diélectrique du solvant et le degré d'interaction entre les deux TA. En effet, le formamide ayant une constante diélectrique plus élevée que l'eau, il exerce une force dissociative sur la paire d'ions qui peut ainsi être séparée pour conduire `a un mélange de TA ioniques monocaténaires formant alors des micelles. D'autre part, une augmentation de l'effet hydrophobe, obtenu en utilisant des chaînes hydrophobes plus longues, renforce la paire d'ions et conduit `a la formation de vésicules dans le formamide pur. Par ailleurs, l'étude du système tétradécanoate de norbornène méthylène ammonium a également montré l'importance des interactions hydrophobes entre les têtes polaires, un autre facteur pouvant favoriser la formation de vésicules dans le formamide pur.


  • Résumé

    In the literature, little work has been done on catanionic surfactants in non-aqueous solution. Catanionic surfactants are ion pairs composed of an anionic and a cationic surfactant. In the frame of this work, we wanted to rationalize the aggregation behavior of this surfactant type by studying them in water, in formamide, in glycerol and in some mixtures of these polar and cohesive solvents. For this issue, we synthesized three different types of catanionic surfactants (alkylammonium alkanoate, norbornene methyleneammonium tetradecanoate, N-alkylammonium-1-deoxy-D-glucitol alkanoate). Catanionic surfactants usually form vesicles in water. In the case of non-aqueous solvents and mixtures of solvents, we could observe that the type of aggregates formed with catanionic surfactants depends on two major factors: the dielectric constant of the solvent and the degree of interaction between the two surfactants. Effectively, formamide having a higher dielectric constant than water exerts a dissociative force on the ion pair. The ion pair can be separated leading to a mixture of monocatenar ionic surfactants, which then forms micelles. On the other hand, hydrophobic effects can be increased using longer hydrophobic chains, which reinforce the ion pair and lead to the formation of vesicles in pure formamide. Moreover, the study on the norbornene methyleneammonium tetradecanoate showed the importance of hydrophobic headgroup-headgroup interactions, an additional parameter which can favor vesicle formation in pure formamide.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (252 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 201-212

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 TOU3 0164
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