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Thèse Année : 2003

Ingénierie moléculaire et fluorescence : détection de cations lourds et étude de surfaces d'alumines

Résumé

This work deals with molecular engineering and fluorescence techniques with the aim of both designing new chemical sensors for environmental polluting cations and studying alumina surfaces.
In the first part, the design of cation sensors, involving the modification of photoinduced processes upon complexation, must fulfill two criteria : the selectivity of recognition and the sensitivity of the detection method. A series of dansylamide-substituted calixarenes was successfully synthesized. Their complexing and photophysical properties were investigated and one of them shows an exceptional selectivity for lead. A similar compound was grafted on mesoporous silica in order to obtain a functionnalized material for mercury detection in water. A second class of calixarenes with several phenylacetylene-based fluorophores with charge-transfer character is very promising for lead sensing.
The second part is focused on the characterization of the spatial arrangement of reactive hydroxyl groups on the surface of alumina supports (gamma and delta) used in catalysis. A pyrene-based fluorescent probe was synthesized and grafted on the surfaces. The pyrene ability to form excimers was used to detect probes that were in close vicinity. A distribution scheme of hydroxyl groups was proposed, involving clustered zones and low density areas. This allowed us to distinguish the two types of alumina in terms of proportions and density of these zones.
Ce travail s'inscrit dans une démarche d'ingénierie moléculaire impliquant l'utilisation de sondes fluorescentes, avec un double objectif de détection de cations lourds polluants pour l'environnement et d'étude de surfaces d'alumines.
Dans une première partie, la conception de sondes mettant à profit une modification des processus photoinduits lors de la complexation du cation doit répondre aux critères de sensibilité et de sélectivité requis. Une série de calixarènes substitués par des groupes dansylamides fluorescents a été synthétisée. L'un d'entre eux présente une sélectivité exceptionnelle pour le plomb. Un composé analogue a ensuite été greffé sur silice afin d'obtenir un matériau fonctionnalisé pour la détection du mercure dans l'eau. Une seconde classe de calixarènes possédant plusieurs fluorophores à transfert de charge de type phénylacétylène est prometteuse pour la détection sensible du plomb.
Une seconde partie a pour objet l'étude de la répartition des groupes hydroxyles à la surface d'alumines (gamma et delta) utilisées en catalyse. Une sonde fluorescente à base de pyrène a été synthétisée et greffée à la surface. La capacité du pyrène à former des excimères a été mise à profit afin de détecter les sondes spatialement proches les unes des autres, ce qui a permis de proposer un modèle de distribution des groupes hydroxyles. Ce modèle fait apparaître différentes zones dont les proportions et densités sont différentes selon les deux types d'alumines étudiés.
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Dates et versions

tel-00306298 , version 1 (25-07-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00306298 , version 1

Citer

Rémi Métivier. Ingénierie moléculaire et fluorescence : détection de cations lourds et étude de surfaces d'alumines. Autre. École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00306298⟩
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