Cristaux liquides supramoléculaires exemple des alcanesulfonates et alkylbenzènesulfonates de guanidinium

Supramolecular liquid crystals example of guanidinium alcanesulfonates and alkylbenzènesulfonates

• Auteur / Autrice : Fabrice Mathevet
• Direction : Patrick Masson, Jean-François Nicoud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés amphiphiles

Polymères cristaux liquides

Mots clés libres

Sulfonates de guanidinium

Résumé

Deux séries homologues d'alkylbenzènesulfonate et d'alcanesulfonate de guani-dinium à chaînes alkyle longues ont été synthétisées. Comme pressenti sur la base de considérations géométriques, ces composés générent à haute température des mésophases smectiques, ordonnées (SmO) et désordonnées (SmA). Leur polymor-phisme thermotrope a été analysé par microscopie optique en lumière polarisée, en-thalpimétrie différentielle et dilatométie. Leur structure cristallographique a été établie par diffraction des rayons X. La caractérisation détaillée des phases SmO, réussie grâce à la résolution des mailles cristallines, a permis de montrer que l'assemblage supramoléculaire des groupes ioniques, réalisé à l'état cristallin au moyen d'un ré-seau bidimensionnel de liaisons hydrogène, résiste à la fusion des chaînes alkyle qui se produit à haute température au passage dans l'état smectique. Cet assemblage supramoléculaire détermine l'organisation latérale des molécules dans les couches, aussi bien dans la phase cristalline que dans la phase SmO. La stabilité du réseau de liaisons hydrogène à haute température et la persistance de l'architecture supra-moléculaire dans les phases smectiques ont été confirmées par spectroscopie infra-rouge.

Two homologous series of guanidinium alkylbenzenesulfonates and alcanesulfonates with long alkyl chains have been synthetised. As expected on the basis of purely geometrical considerations, these compounds give at high temperature ordered (SmO) and disordered (SmA) smectic mesophases. Their thermotropic polymorphism was investigated by polarized optical microscopy, differential scanning calorimetry, and dilatometry. Their crystallographic structure was determined by X-ray diffraction. The careful characterisation of the SmO phases, elucidated thanks to the resolution of the crystalline cell structure, revealed that the supramolecular assembly of the ionic groups, which is formed in the crystalline state by a 2D hydrogen bonded network, is able to outlast the melting of the alkyl chains in the smectic phase. This supramolecular assembly induces the lateral arrangement of molecules inside the layers not only in the crystalline state but also in the SmO phase. The stability of hydrogen-bond network and the persistence of supramolecular architecture in the smectic phases have been ascertained by infrared spectroscopy.