Exploration du caractère métallique de l'astate en solution aqueuse

Exploration of the metallic character of astatine in aqueous solution

• Auteur / Autrice : Julie Champion
• Direction : Gilles Montavon, Nicolas Galland
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Nantes
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Astate

Radiothérapie

Résumé

L'alpha-radiothérapie est une technique particulièrement innovante de thérapie des cancers, tout en étant complémentaire des thérapies déjà existantes. Elle repose sur l'utilisation d'un vecteur spécifique (anticorps ou peptide) de la cellule cible à détruire,radiomarqué » par un élément radioactif émetteur alpha. L'astate 211 est un candidat particulièrement intéressant compte tenu de l'énergie des particules  qu'il émet et de sa période physique (7,2 h). L'une des voies de marquage envisagée est l'utilisation de l'astate à un degré d'oxydation supérieur à zéro en tant que cation. En effet, l'astate est supposé présenter un caractère plus métallique que les autres halogènes du fait de son positionnement dans le tableau périodique. Cette voie de marquage a été peu abordée dans la littérature en raison du manque de données sur la chimie de l'astate aux degrés d'oxydation supérieurs à zéro. Le but de ce travail était donc d'explorer cette propriété de l'astate via la construction du diagramme Eh, pH (ou diagramme de Pourbaix) en milieu aqueux non complexant. Pour ce faire, ce travail s'est appuyé sur une double approche expériementale/théorique. L'approche expérimentale utilise des méthodes dites de compétition pour identifier les espèces formées et les constantes thermodynamiques des équilibres étudiés. L'approche théorique utilise des méthodes de chimie computationnelle et fournie des informations à l'échelle moléculaire sur les systèmes étudiés afin de prédire les données thermodynamiques qui servent de support et complément à l'approche expérimentale. Un résultat important de ce travail montre la présence de deux espèces cationiques stables de l'astate en solution aqueuse, At+ et AtO+

Alpha-radiotherapy is an innovative technique for the treatment of cancers complementary to current approaches. The principle is to use tumor-specific vectors labeled with alpha-radioisotopes. Astatine 211 is a very promising candidate if one considers the energy of the  particles emitted as well as its physical half-life (7. 2 h). One of the ways of labeling is to use astatine at a higher oxidation state as a « metal cation ». Indeed, considering its location in the periodic table, astatine is supposed to present a more metallic character than the other halogens. This way of labeling has however never been explored. This can be explained by the fact that the astatine chemistry is nearly unknown. The purpose of this work was therefore to explore this property of astatine and to define its Eh, pH diagram (or Pourbaix diagram) in non complexing aqueous solution. To this end, both experimental and theoretical approaches were used. The experimental approach uses competition methods to identify the formed species and the thermodynamics constants of studied equilibria. The theoretical approach uses methods of computational chemistry and provides information at the molecular scale on the studied systems in order to predict thermodynamic data which are used as support and complement to the experimental approach. The important result of this work shows the presence of two stable cationic forms of astatine in aqueous solution, i. E;, At+ and AtO+