Synthèse et caractérisation de nouveaux composés hybrides à base de l'aniline et de ses dérivés
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Date
2009
Authors
BOUTOBBA Zina
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Abstract
Les composés hybrides jouent un rôle important dans le métabolisme cellulaire, ils interviennent dans le transfert d’énergie vu leurs richesses en interactions intermoléculaires via les ponts hydrogène. Les investigations sur matériaux hybrides "organique inorganique" visent à produire des propriétés et des fonctionnalités souhaitables, mettre en évidence ou optimiser les caractéristiques optiques, électrochimiques, magnétiques ou électroniques et en même temps
réduire ou supprimer complètement des effets indésirables. Le but de ce travail est la préparation de nouveaux composés avec des propriétés entièrement nouvelles. Des recherches sur les composés hybrides à matrice organique et anion minéral nous a permis de synthétiser et caractériser par diffraction des RX de nouveaux composés très riches en interactions intermoléculaires via les ponts hydrogène entre entités cationiques et anioniques. La synthèse des composés hybrides a conduit à deux nouveaux composés en utilisant l’aniline et un dérivé de l’aniline (para-toluidine ou 4-méthyle aniline) avec l’acide sulfurique et l’acide phosphoreux. Le premier composé étudié est le Bis (bisulfate d’anilinium) : Bis-ANBS. La diffraction des rayons X prouve qu'un transfert de proton s’est produit et met en évidence les liaisons hydrogène dans la forme cristalline du Bis-ANBS. La structure étudiée est formée d’une entité
anionique HSO4- et d’une entité cationique monoprotonée C6H5-NH3+. La jonction entre l’anion minéral et le cation organique est assurée par des liaisons hydrogène de type N-H…O et OH…O. La structure est formée par une alternance de couches anioniques et de couche cationiques, la projection de la structure suivant l’axe a montre que celle-ci est formée de feuillets dont l’orientation est celle de la face (100). Ces feuillets sont constitués par les cations organiques C6H5-NH3+ entre lesquels sont intercalés les anions minéraux bisulfate HSO4-, les anions sont liés entre eux par des liaisons hydrogène fortes et forment ainsi des chaînes infinies [(HSO4) n] n- dans la direction de l’axe a. La construction des graphes des liaisons hydrogène de type N-H…O et O-H…O et leurs combinaisons binaires, conduit à des chaînes finies et infinies. Le graphe unitaire du composé Bis-ANBS (N1 = DDDDDDDDDD) est caractérisé par dix
dimères avec un seul accepteur et un seul donneur. Le graphe binaire de base caractérisant la structure du Bis-ANBS est formée par une chaîne finie de cinq motifs ( ). Quant au graphe
binaire complexe, il contient un cycle de 16 motifs ( ) mettant en jeu quatre donneurs et six accepteurs. Le deuxième composé obtenu est le Bis (hydrogènphosphite de 4-méthyle anilinium) : Bis-p-MEANPx. La jonction entre ses entités est assurée par des liaisons hydrogène fortes,moyennes et faibles. Les deux liaisons fortes de type O-H…O sont établies entre deux anions. Les distances et les angles relatifs aux six liaisons N-H…O, formées entre anions et cations,
prouvent leur caractère énergétique modéré. Une étude structurale détaillée a permis de mettre en évidence les différents réseaux de liaisons hydrogène dans la structure du Bis-p-MEANPx, ainsi
que les graphes d’ordre supérieurs entre plusieurs types de liaisons ainsi que les graphes binaires, formés principalement par des cycles et des chaînes infinies. Les deux anions de deux composés Bis-ANBS et Bis-p-MEANPx sont formés de chaines infinies [(HSO4) n] n- et [(H2PO4) n] n-. On a observé dans les deux structures des liaisons hydrogène à deux et trois centres ainsique des graphes de types chaines finies, chaines infinies et cycles.