Organogels photoactifs : Synthèse, structuration et propriétés

Photoactive organogels : Synthesis, structuration and properties

• Auteur / Autrice : Thanh Loan Lai
• Direction : Marc Sallé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance le 06/11/2014
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences et Technologies Moléculaires d'Angers (MOLTECH ANJOU) / MOLTECH ANJOU
• Jury : Président / Présidente : Christophe Chassenieux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Bouteiller, Narcis Avarvari, Luis Sanchez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Bouteiller, Franck Camerel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluorescence

Microscopie

Benzopyrène

Urée

Mots clés libres

Organogel

Xérogel

Meb

Met

Membrane d’alumine

Organogel

Xerogel

Sem

Tem

Alumina membrane

Résumé

Ce travail de thèse a pour objet l’étude d’organogélifiants bis(urée) originaux de faible masse moléculaire (LMWG), intégrant ou non des unités fluorescentes pyrènes. Il intègre les aspects liés à la synthèse organique de ces systèmes, l’étude de leur capacité de gélification pour des solvants variés, la caractérisation des édifices auto-assemblés correspondants -en particulier à l’aide de méthodes spectroscopiques et de microscopies variées-, et enfin la mise en œuvre d’une méthode originale de structuration par alignement des fibres auto-assemblées. Deux premiers organogélifiants bis(urée) modèles ont été synthétisés et leur aptitude à geler de multiples solvants ainsi que la structuration des auto-assemblages correspondant ont été étudiées en détail (RMN, microscopies optiques et électroniques). L’étude de l’alignement des fibres résultantes a été réalisée avec succès en utilisant un gabarit, par remplissage des pores d’une membrane d’alumine, puis dissolution de cette dernière. Une seconde série d’organogélifiants bis(urée), intégrant cette fois une, deux ou encore trois unités fluorescentes pyrène a été synthétisée. L’intégration covalente de cette unité dans nos gels s’est révélée intéressante à plusieurs titres. D’abord, celle-ci joue le rôle de sonde interne permettant une caractérisation approfondie de la structuration des édifices auto-assemblés à l’aide des spectroscopies d’absorption et d’émission en fonction de la température. Cette unité participe par ailleurs à la robustesse des objets nanostructurés, comme remarquablement mis en évidence dans les gels hybrides associant les gélifiants tris(pyrényles) de symétrie C3, soit à un gélifiant porteur de deux unités pyrène ou soit à un dérivé accepteur-π d’électrons, introduit dans le milieu.

This thesis focuses on the study of original bis(urea) low molecular weight organogelators (LMWG), integrating or not fluorescent pyrene units. This study integrates organic synthesis of these systems, study of their gelling capacity for various solvents, characterization of the corresponding self-assembled structures through various spectroscopic and microscopy techniques, and finally implementation of an original structuring method by alignment of the self-assembled fibers. Two first model bis(urea) organogelators were synthesized and their ability to gel multiple solvents as well as the structuration of the corresponding self-assemblies have been studied in detail (NMR, optical and electron microscopy). Alignment of the resulting fibers has been successfully performed using a template method, by filling the pores of an alumina membrane, followed by dissolution of the latter. A second series of bis(urea) organogelators, which incorporate one, two or three pyrene fluorescent units was synthesized. The integration of this unit in our gels has proved useful in several ways. First, it acts as an internal probe for further characterize the resulting self-assembled structures, using variable temperature absorption and emission spectroscopies. The pyrene unit also contributes to the robustness of the nanostructured objects, as remarkably evidenced in hybrid gels involving tris(pyrenyl) C3 symmetry gelators associated to either a bis(pyrenyl) gelator or to a π-acceptor derivative.