Ecole Doctorale

SCIENCES CHIMIQUES - Marseille

Spécialité

Sciences Chimiques

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Radicaux,Matériaux hybrides,Procédé sol-gel,RMN. RPE,Nanostructures,photochimie

Keywords

Sol-gel process,Hybrid materials,NMR. EPR,Nanostructures,Radicals,photochemistry

Titre de thèse

Optimisation de la quantité de radicaux générés dans les silices hybrides mésoporeuses: synthèse, caractérisation et application
Optimization of radical quantities generated inside mesoporous hybrid silicas: synthesis, characterization and application

Date

Lundi 19 Décembre 2022 à 9:45

Adresse

52 avenue Escadrille Normandie Niemens Campus de saint jérôme 13013 Marseille Salle des thèse

Jury

Directeur de these M. Eric BESSON Aix-Marseille Université
CoDirecteur de these M. Stéphane GASTALDI Aix-Marseille Université
Rapporteur M. Jacques LALEVEE Université de Haute Alsace
Rapporteur Mme Laurence GRIMAUD École Normale Supérieure de Paris
Examinateur Mme Valérie BELLE Aix-Marseille Université
Examinateur Mme Corine GÉRARDIN Université de Montpellier

Résumé de la thèse

Le but de cette étude est de développer des silices mésoporeuses hybrides possédant une concentration en radicaux transitoires élevée pour permettre des applications notamment en RMN PDN. Tout d’abord, il a été montré que des rendements quantitatifs en centres paramagnétiques pouvaient être obtenus lors de réactions phototochimiques unimoléculaires. La synthèse de nouveaux précurseurs ainsi qu’une optimisation des conditions de photolyse ont permis d’obtenir des silices fonctionnalisées par des radicaux transitoires avec des rendements de bons à quantitatifs. La différence de réactivité des divers précurseurs de radicaux a été rationnalisée, une adéquation entre les mécanismes de fragmentation et les contraintes relatives à leur environnement dans les murs des silices est indispensable pour l’obtention de bons rendements. Ces systèmes polyradicalaires ont été caractérisés par spectroscopie RPE. Leur temps de vie élevé rend possible l’évaluation de ces nouveaux radicaux « persistant » en tant qu’agent de polarisation pour la RMN-PDN.

Thesis resume

The aim of this work was the development of hybrid mesoporous silicas composed with high concentration of embedded transient radicals in order to use them as polarizing agent in DNP-NMR. First of all, quantitative yield in paramagnetic centers were obtained from unimolecular processed carried out under photoirradiation. The synthesis and optimization of photolysis conditions allowed to obtain functionalized silicas by transient radicals from good to quantitative yields. The reactivity difference of radical precursors was rationalized by the fragmentation mechanism and environmental constraints inside the walls of the silica structure which provided high yields. Polyradical systems were characterized by EPR spectroscopy. High life-time allows the evaluation of these new “persistent” radical species as polarizing agent for DNP-NMR.