Pertinence des Carbènes Boranes comme réducteurs et source de groupement de surface dans une synthèse innovante de nanoparticules et nanoclusters d’or

Soutenue le 26 novembre 2018

Ce travail de recherche est financée à moitié par le LabEx MiChem, l'autre moitié par l'ED 397. Le LabEx Matisse a financé un fond de roulement. La thèse a débuté le 1er octobre 2015.

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Récemment, les carbènes N-hétérocycliques (NHC) ont suscité un intérêt important dans le domaine de la chimie des matériaux. En effet, cette nouvelle catégorie de ligands forme des liaisons très fortes avec une diversité de métaux et leur structure, ainsi que leurs propriétés électroniques, peuvent être adaptées par de la synthèse organique. Cette forte liaison est d’un intérêt particulier dans le domaine des nanoparticules d’or (NP) et des synthèses ont déjà été proposées. En effet, les NPs présentent de nombreuses applications potentielles, par exemple dans les capteurs, en catalyse ou médecine, mais ces applications sont parfois freinées par un manque de stabilité du ligand de surface. Ce travail de thèse s’est concentré sur le développement de nouvelles synthèses de nanoparticules d’or stabilisées par des NHC. D’abord, en revisitant une procédure existante à base de sels d’imidazoliums, ce qui a mené à une synthèse n’utilisant que les composés commerciaux : AuCl et NaBH4 et des halogénures d’imidazolium, facilement obtenus. Une synthèse totalement nouvelle a ensuite été développée en utilisant des NHC-boranes qui sont des adduits de Lewis stables. Nous avons montré pour la première fois que les NHC-boranes peuvent être utilisés comme réactifs "2-en-1" dans la synthèse de NP : comme réducteurs du précurseur d’or et comme source de NHC. Enfin, nous sommes les premiers à décrire la synthèse de NP stabilisées par des carbènes mésoioniques (MIC).Les MICs sont une sous-catégorie des NHCs qui sont préparés par « chimie click » et qui présentent des propriétés électroniques uniques. Un intérêt particulier a été porté à la caractérisation des nanoparticules, notamment par XPS.

Publications
  • N. Bridonneau, L. Hippolyte, D. Mercier, D. Portehault, M. Desage-El Murr, P. Marcus, L. Fensterbank, C. Chanéac, F. Ribot
    N-heterocyclic carbene-stabilized gold nanoparticles with tunable sizes
    Dalton Trans., 2018, 47, 6850-6859
    DOI: 10.1039/C8DT00416A
Congrès
  • Présentation orale : Gold2018, 3Nano2017,
    GecomConcord 2017 Posters : GecomConcord 2017, Ecole d’été Or-nano 2016