Etudes de molecules extractantes en solution et aux interfaces liquide-liquide : aspects structuraux et mecanistiques des effets de synergie

• Auteur / Autrice : Marc Baaden
• Direction : Georges Wipff
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Résumé

Les travaux presentes dans cette these demontrent l'utilite des simulations de dynamique moleculaire pour l'etude de processus complexes de reconnaissance moleculaire en solution, de complexation et de l'extraction liquide-liquide, avec un regard particulier porte sur les evenements microscopiques qui se produisent a l'interface entre deux liquides non miscibles. Des etudes preliminaires concernent la representation adequate des cations trivalents terres rares la 3 +, eu 3 + et yb 3 + dans les simulations de dynamique moleculaire classiques, en explorant des aspects structuraux et energetiques d'un systeme modele caracterise experimentalement, impliquant des ligands de type pyridine dicarboxamide. La complexation de ces cations par un calixarene developpe recemment a ete etudiee montrant des caracteristiques inattendues, notamment la position du cation dans le complexe. Une etude experimentale independante publiee par la suite a confirme ces resultats. Un autre volet de ce travail concerne des systemes d'extraction liquide-liquide industriels impliquant le tri-n-butyl phosphate (tbp) comme co-solvant, extractant, surfactant et agent de synergie. Nous examinons 1) des effets de concentration avec des simulations de jusqu'a 60 tbp a l'interface eau/chloroforme, 2) l'acidite de la phase aqueuse en considerant des modeles neutre et ionique de hno 3 et 3) des aspects de synergie dans des systemes d'extraction mixtes tbp/ calixarene. Ces simulations apportent les premieres vues microscopiques de tels phenomenes. Enfin, nous avons simule les aspects energetiques du transfert d'un solute a travers l'interface eau/chloroforme. Le potentiel de force moyenne d'un tel processus a ete calcule et par des methodes standards et par des approches nouvelles.