Matériaux moléculaires à base de lanthanides et de métaux de transition : de la synthèse à l’architecture cristalline - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2020

Lanthanides-transition metals molecular materials : from synthesis to crystal structure

Matériaux moléculaires à base de lanthanides et de métaux de transition : de la synthèse à l’architecture cristalline

Abstract

New tridimensional 4f-3d molecular materials can be obtained through crystal growth in gel medium. A simple, economic, ecologic and environmentally friendly synthesis method that has been used until recently for the growth of mononuclear crystalline molecular materials. During this international joint PhD between Assane Seck Ziguinchor University (Senegal) and Lorraine University (France), it was possible to synthesize several novel crystalline phases of molecular materials. Ten new 4f-3d heteronuclear molecular materials was obtained by slow diffusion in gel medium and structurally characterized by single crystal X-ray diffraction. Eight of them belong to the same family of isostructural compounds [Ln(III)M(II)(3,5-pdc)2(Oxa)0.5(H2O)8]2H2O (Ln = Pr, Nd, Sm, Eu, Gd and M = Cu, Co) and can be described as one-dimensional coordination polymers. Their structure is composed of dinuclear chains sandwiching oxalate ligands and the three-dimensional network is ensured by hydrogen bonds of water molecules assisted by π-π* stacking interactions. The last two are three-dimensional coordination polymers. The one based on Sm3+ and Cu2+ [SmCu(3,5-pdc)2(Oxa)0.5(H2O)6]2H2O is a polymorph to a compound belonging to the family of isostructural compounds. Its structure consists of parallel layers bridged by oxalate ligands to generate a final three-dimensional network. As for the compound based on Dy3+ and Ni2+ [DyNi0.5(3,5-pdc)0.5(Oxa)1.5(H2O)3,5]6,5H2O it is a Metal-Organic Framework (MOFs). Its structure is formed of honeycomb layers constructed with three types of oxalate ligand interconnected by the core ligand pyridine-3,5-dicarboxylate to give rise to a porous three-dimensional structure.
Il est désormais possible, en utilisant la méthode de synthèse par diffusion lente en milieu gel, d’élaborer de nouveaux matériaux moléculaires mixtes 4f-3d tridimensionnels présentant des propriétés physiques et chimiques très intéressantes. La méthode gel est une technique de synthèse simple, économique, écologique et respectueux de l’environnement qui jusque-là n’avait généralement été utilisée que pour la mise au point de matériaux moléculaires mononucléaires. Au cours de cette thèse doctorale en cotutelle entre l’Université Assane Seck de Ziguinchor (Sénégal) et l’Université de Lorraine (France), il a été possible de mettre en évidence plusieurs nouvelles phases cristallines inédites de matériaux moléculaires. Dix nouveaux matériaux moléculaires mixtes 4f-3d ont été synthétisés par voie gel et structuralement caractérisés par diffraction des rayons-X sur monocristal. Huit d’entre eux appartiennent à une même famille de composés isostructuraux [Ln(III)M(II)(3,5-pdc)2(Oxa)0.5(H2O)8]2H2O (Ln = Pr, Nd, Sm, Eu et Gd; et M = Cu et Co) pouvant être décrits comme des polymères de coordination unidimensionnels constitués de chaînes «illimitées» en forme d’échelle. Les deux derniers, quant à eux, sont des polymères de coordination tridimensionnels. Le composé à base du Sm3+ et du Cu2+ [SmCu(3,5-pdc)2(Oxa)0.5(H2O)6]2H2O est un polymorphe à un des composés de la famille isostructurale. Il est constitué de couches parallèles pontées par les ligands oxalates pour engendrer la structure tridimensionnelle finale. Quant au composé à base du Dy3+ et du Ni2+ [DyNi0.5(3,5-pdc)0.5(Oxa)1.5(H2O)3,5]6,5H2O, il s’agit d’un polymère de coordination à charpente ouverte (MOFs). Il est formé de couches en forme de nid d’abeilles construites avec trois types de ligand oxalate interconnectées par le ligand de base pyridine-3,5-dicarboxylate pour donner une structure tridimensionnelle poreuse.
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Dates and versions

tel-02863301 , version 1 (10-06-2020)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02863301 , version 1

Cite

Mamoudou Diallo. Matériaux moléculaires à base de lanthanides et de métaux de transition : de la synthèse à l’architecture cristalline. Chimie. Université de Lorraine; Université Assane Seck (Ziguinchor, Sénégal), 2020. Français. ⟨NNT : 2020LORR0010⟩. ⟨tel-02863301⟩
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