SPECTROSCOPIE ET INSTRUMENTATION
Point de fusion
La détermination du point de fusion d’un composé permet de s’assurer de la pureté du produit. Les points de fusion sont mesurés à l’Université Cheikh Anta de Dakar (UCAD) en utilisant un banc de Koffler ou un appareil Büchi 530.
Spectroscopie d’absorption infrarouge (IR)
L’absorption IR est une technique qui permet de prospecter les niveaux énergétiques de vibration et de rotation au sein d’un édifice moléculaire ou ionique. Elle peut apporter des informations sur la composition d’une substance, sur les positions relatives des groupements actifs et sur sa symétrie. Les données IR permettent aussi de déterminer certaines grandeurs caractéristiques telles que la constante de force et la longueur de liaison.
Sur un spectre d’absorption IR on retrouve les bandes de vibrations de valence du côté des fréquences élevées et de bandes de vibration de déformation du côté des basses fréquences. Les spectres d’absorption IR des composés présentés dans la première partie sont enregistrés à l’aide d’un spectrophotomètre JASCO 5800 FT-IR, à la Faculté des Sciences et Techniques de l’UCAD (l’Université Cheikh Anta Diop). Les faces utilisées sont en KBr. Les échantillons forment une pâte avec le nujol ou avec l’hexachlorobutadiène (HCB). Les spectres infrarouges des produits présentés dans la deuxième partie ont été enregistrés dans un domaine de fréquences allant de 400 à 4000 cm-1 à l’aide un spectromètre Perkin Elmer GX FT-IR 2000. Les spectres ont été enregistrés, à l’Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), à partir d’une pastille de bromure de potassium (KBr), dans laquelle est dispersé le produit.
Analyse élémentaire
L’analyse élémentaire est un procédé qui consiste à faire une analyse qualitative et quantitative des composés synthétisés au laboratoire afin de déterminer les pourcentages massiques, permettant ainsi de proposer une formule brute du composé. Les analyses élémentaires pour les composés présentés dans la première partie, ont été effectuées dans le laboratoire de microanalyse « Dipartimento di chimica inorganica metallorganica ed analitica de l’université de padua « (ITALIE). Pour les produits de la deuxième partie les analyses sont réalisées, à l’IPCMS, par un analyseur élémentaire Thermo Finnigan EA 1112, équipé d’un passeur automatique de 32 échantillons. Le système est géré par le logiciel Eager 300. Les éléments dosés sont C, H, N, S et O. Les résultats sont fournis avec une précision absolue de ± 0,2 % et sont validés pour deux essais minimum.
Spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)
La RMN est une technique d’analyse chimique et structurale non destructive très utilisée en physique (études de matériaux), en chimie, en biochimie (structure de molécules) et pour l’imagerie médicale (IRM). La RMN exploite une propriété particulière des particules quantiques qu’on appelle le spin. Cette technique de spectroscopie est donc applicable aux particules ou ensembles de particules qui ont un spin nucléaire non nul. Dans le phénomène de résonance magnétique nucléaire, un noyau atomique absorbe le rayonnement électromagnétique à une fréquence spécifique, caractéristique du noyau considéré, en présence d’un champ magnétique intense. La RMN est l’outil d’analyse actuellement le plus utilisé en chimie organique. Elle permet d’obtenir des informations qualitatives ou quantitatives sur l’échantillon analysé, suivant la technique employée. Les noyaux les plus étudiés sont le 1H, le 13C, le 17O, le 31P et le 19F qui présentent, pour la plupart, un spin nucléaire non nul égal à 1/2. Le 14N quant à lui présente un spin nucléaire égal à 1 tandis que celui de l’oxygène est de 5/2. L’échantillon à analyser est mis en solution dans un solvant deutéré. Ce solvant, généralement du chloroforme deutéré, (CDCl3) est normalement invisible en RMN du proton, puisque le deutérium a une fréquence de résonance bien différente de celle de l’hydrogène (le rapport gyromagnétique vaut 6,54 MHz/T dans le cas du Deutérium). Pour la RMN du 1H, l’environnement chimique de la molécule de l’échantillon influe sur la fréquence de résonance des atomes d’hydrogène. Les déplacements chimiques des protons sont caractéristiques des groupes fonctionnels et permettent une élucidation rapide des structures des molécules. Grâce à l’interprétation de la nature des massifs obtenus (multiplets) et à la connaissance empirique des déplacements chimiques des protons présents dans chaque groupement fonctionnel, il est possible de déterminer la structure développée des molécules organiques par application d’un raisonnement logique simple. La hauteur, la surface le déplacement chimique et la multiplicité des pics, sont autant de paramètres important pour la résolution de la structure. La RMN du 13C permet de retrouver tous les carbones de la molécule grâce à la connaissance empirique des déplacements chimiques des carbones faisant partie de divers groupements fonctionnels. Les appareils récents permettent d’obtenir rapidement les spectres RMN 1H et 13C, ceux-ci avec ou sans découplage du proton. La RMN impulsionnelle permet de gagner énormément de temps. Une impulsion électromagnétique extrêmement brève et intense est envoyée sur l’échantillon. Or plus une impulsion est brève, plus son spectre est large. Ce sont donc tous les noyaux qui vont être stimulés en même temps. Il suffit donc de récupérer le signal réémis par l’échantillon et de le décomposer en fonction simples grâce à des séries de Fourier. De cette manière, on extrait le spectre RMN après un traitement mathématique mais en n’ayant fait qu’une mesure.
A coté de la RMN impulsionnelle, Il existe plusieurs tehniques de RMN. Le DEPT (Distorsion Enhancement by Polarisation Transfert) est une technique basée sur un transfert d’aimantation entre deux noyaux présentant des spins non nuls. Les CH, CH2 et CH3 sont différenciés. Les carbones quaternaires n’apparaissent pas en DEPT. Cependant dans le spectre APT (Attached Proton Test) on peut observer les carbones quaternaires qui ont leurs signaux qui apparaissent dans le même sens que ceux des CH2. A coté de la RMN monodimensionnelle (1D) il existe plusieurs types de RMN à deux dimensions (2D), qui permettent d’avoir davantage d’informations sur une molécule. Le COrrelation SpectroscopY (COSY), la spectroscopie d’échange (EXSY), et le Nucléaire Overhauser Effect SpectroscopY (NOESY) sont des techniques particulièrement efficaces pour déterminer la structure des molécules, trop compliquées à travailler avec l’aide de la RMN (1D).
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Table des matières
I. INTRODUCTION
II. SPECTROSCOPIE ET INSTRUMENTATION
II.1. Point de fusion
II.2. Spectroscopie d’absorption infrarouge (IR)
II.3. Analyse élémentaire
II.4. Spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)
II.5. Spectroscopie (UV-VISIBLE) ULTRAVIOLET et VISIBLE
II.6. Magnétisme
II.7. Voltamétrie cyclique
II.8. Analyse thermogravimétrique (ATG)
II.9. Spectrométrie de masse
II.10. Cristallographie
II.10.1. Diffraction des Rayons X par un cristal et équation de Bragg
II.10. 2. Diffraction des rayons X par poudres
II.11. Dichroïsme Circulaire (DC)
III.PREPARATION DES LIGANDS ET DES COMPLEXES
III.1. Préparation des ligands
III.1.1. Préparation du ligand (H7LA)
III.1.2. Préparation du ligand ( H2LB)
III.1.3 Préparation du ligand(H5LC)
III.1.4. Préparation du ligand (H4LD)
III.1.5. Préparation du ligand (H7LE)
III.2. Préparation des complexes
III.2.1. Préparations des complexes dérivant du ligand (H7LA)
III.2.2. Synthèse du complexe de La(NO2) (SO4) (H2O)
III.2.3. Préparations des complexes dérivant du ligand (H2LB)
III.2.4. Préparation du complexe du cuivre [Cu2(LB)2(H2O)2]
III.2.5. Préparations [Ln2(H4LC)3(NO3)](NO3)2(H2O)x
III.2.6. Préparations [Ln2(H4LC)3](SCN)3(CH3OH) (H2O)x
III.2.7. Préparations des complexes trinucléaires
IV. INTERPRETATION DES RESULTATS DES LIGANDS ET DES COMPLEXES
IV.1. Etude des ligands
IV.1.1. Etude du ligand (H7LA)
IV.1.2. Etude du ligand (H2LB)
IV.1.3.Etude du ligand (H5LC)
IV.1.4. Etude du ligand H4LD
IV.1.5. Etude du ligand (H7LE)
IV.2. Etude des complexes
IV.2.1. Etude des complexes dérivant du ligand (H7LA)
IV.2.2. Etude structurale du complexe dérivant du ligand H7LE
V.2.3. Etude des complexes de Ln dérivant du ligand H2LB
IV.2.4. Etude du complexe de cuivre dérivant du ligand H2LB
IV.2.5. Etude des complexes [Ln2(H4LC)3(NO3)](NO3)2(H2O)x
IV.2.6. Etude des complexes [Ln2(H4LC)3](SCN)3(CH3OH)(H2O)x
IV.2.7. Etude des complexes trinucléaires
V. CONCLUSION
