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Thèse soutenue

Apport de la modélisation moléculaire et des relations structure-activité à l'extraction liquide-liquide. Application au cas de l'extraction d'U(VI) par les monoamides

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Auteur / Autrice : Catherine Rabbe
Direction : Alain Godard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Rouen

Résumé

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La modélisation moléculaire a été utilisée dans le domaine de l'extraction liquide-liquide de l'uranium (VI) par les monoamides à partir d'un milieu nitrique. Trois types de paramètres importants à étudier ont été identifiés : la réactivité des atomes du site de coordination, l'encombrement stérique et la lipophilie des ligands. L'objectif est, par les méthodes de la modélisation moléculaire, de calculer les paramètres mentionnés plus haut et d'établir des relations entre la structure moléculaire de l'extractant ou de son complexe formé avec le cation métallique et ses propriétés extractantes. Une base expérimentale de 22 N, N-dialkylamides a été sélectionnée. Tout d'abord, les méthodes semi-empiriques de la chimie quantique ont été utilisées afin de calculer les structures des monoamides et les propriétés physico-chimiques correspondantes. La somme des charges des atomes au voisinage du site réactif a pu être reliée au coefficient de distribution de l'uranium. Puis les outils de la mécanique moléculaire ont été utilisés pour calculer la structure des complexes UO2(NO3)2(amide)2 formés. Après une étape préliminaire de paramétrisation du champ de force pour traiter U(VI), le calcul de 22 structures de complexes nitrate d'uranyle - monoamides a été réalisé. Une relation a été montrée entre le coefficient de distribution d'U(VI) et la composante stérique de l'énergie d'association du complexe (i. E. La différence entre l'énergie du complexe et celle des espèces prises séparément). Enfin, un modèle prédictif de la capacité à extraire U(VI) a été établi pour 19 molécules de la base de données expérimentales (N,N-diakylamides). Ce modèle permet de prévoir le coefficient de distribution d'U(VI) à partir des paramètres électronique (calculé en chimie quantique) et stérique (calculé en mécanique moléculaire). Il a été montré que, dans ce cas, la lipophilie des ligands n'est pas un facteur déterminant.