Nouveau Closo-decahydrodecaborate silane précurseurs et leur incorporation dans des matrices de silice.

Novel silylated closo-decahydrodecaborate precursors : design and immobilization on silica matrices

• Auteur / Autrice : Fatima Abi-Ghaida
• Direction : Ahmad Mehdi, Daoud Naoufal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie des matériaux
• Date : Soutenance le 15/12/2014
• Etablissement(s) : Montpellier 2 en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Gerhardt (Montpellier ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Hubert Mutin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ahmad Mehdi, Daoud Naoufal, Hubert Mutin, Bohumir Grüner, Jean-Luc Blin, Ibrahim Ghassan
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bohumir Grüner, Jean-Luc Blin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silice

Silane

Matériaux hybrides

Précurseurs

Mots clés libres

Closo-Decahydrodecaborate

Précurseurs de silane

Bnct

Matériaux hybrides

Sba-15

Des nanoparticules de silice luminescentes

Closo-Decahydrodecaborate

Silane precursors

Bnct

Hybrid materials

Sba-15

Luminescent silica nanoparticlessilane precursors

Résumé

De nouveaux précurseurs borates-triéthoxysilanes comprenant le closo-decahydrodecaborate ont été préparés et immobilisés dans la silice. L'introduction des groupements trialkoxysilyles sur les clusters (NH4)2B10H10, a été réalisée par condensations électrophiles faisant appel à des réactifs nucléophiles dans des conditions douces, tout en épargnant l'utilisation d'électrophiles ou de catalyseurs coûteux. Les borates-trialkoxysilanes obtenus ont été caractérisés par RMN 1H, 13C, 11B, 29Si, 31P, IRTF, analyse élémentaire et spectroscopie de masse. Comme preuve de concept, ces précurseurs ont été incorporés de manière covalente dans les pores d'une silice mésoporeuse, SBA-15. Tous les matériaux hybrides mésoporeux et modifiés avec du borate-triéthoxysilane ont été caractérisés par RMN solide 11B et 29Si, DRX, MET, les analyses élémentaires et étude de l'adsorption d'azote (méthode BET). Les précurseurs silylés-borate ont été combinés avec des nanoparticules de silice pour une utilisation éventuelle dans BNCT, où des NPs d'environ 100 nm ont été synthétisées comprenant deux types de centres luminescents différents. FITC silylé (isothiocyanate de fluorescéine) et complexe Eu (III) silylé ont été respectivement immobilisés dans des nanoparticules de silice par le procédé sol-gel. Les deux types de nanoparticules luminescentes ont été fonctionnalisés par les groupes silylés-borates et caractérisés par RMN du solide 11B, 31P et 29Si, DLS, MET, analyses élémentaires, d'adsorption d'azote et spectrophotométrie.

New borate-triethoxysilane precursors comprising the closo-decahydrodecaborate cluster were prepared and immobolized into hybrid silica materials. The synthesis of silylated clusters starting from (NH4)2B10H10 and silane precursors R-Si(OEt)3 through Electrophilic Induced Nucleophilic Reactions was performed under mild conditions, the silylated clusters were analyzed by 1H, 13C, 11B, 29Si, 31P NMR, IR, elemental analyses and mass spectroscopy ES-ESI. As a proof of concept, the borate-triethoxysilane precursors were covalently incorporated into the pores of mesoporous silica, SBA-15 type. All mesoporous materials modified with borate-triethoxysilane were characterized by 11B and 29Si solid state NMR, XRD, TEM, elemental analyses and Nitrogen sorption studies. The silylated-borate precursors were combined with dye-doped silica nanoparticles for possible future use in BNCT technique, where ~100 nm nanoparticles were synthesized comprising two different types of luminescent centers. Silylated FITC (fluorescein isothiocyanate) and silylated Eu(III) complexes were embedded into silica nanoparticles through sol-gel process. Both types of luminescent nanoparticles were functionalized with the silylated-borate clusters and characterized by 11B, 31P and 29Si solid state NMR, DLS, TEM, elemental analyses, Nitrogen sorption studies and spectrophotometer.