Guillaume Calvez

LA SYNTHÈSE SOLVOTHERMALE COMME TECHNIQUE DE CRISTALLOGÉNÈSE
Guillaume Calvez, Olivier Guillou, Carole Daiguebonne

SCR-MI UMR CNRS 6226, Equipe Matériaux Inorganiques : Chimie Douce et Réactivité, Composant INSA, INSA Rennes, 20 av. des Buttes de Coesmes, 35043 Rennes Cedex

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Les systèmes hybrides organique-inorganique à base de complexes polynucléaires de terres rares et de ligands carboxylates pourraient présenter des propriétés intéressantes en catalyse, en séparation de gaz, en optique, en électronique ou encore en magnétisme.

Nous utilisons des complexes hexanucléaires de terres rares car ils sont stables sous atmosphère sèche et jusqu’à 300°C. Aussi pensons-nous qu'ils sont de bons précurseurs pour la synthèse de matériaux moléculaires présentant une forte porosité, à la manière des composés réalisés par l’équipe de O. Yaghi^[1] . De plus ils apportent un effet structurant de par leur géométrie octaédrique.

Ils sont solubles dans des solvants polaires ne permettant pas l’hydrolyse des hexanucléaires, typiquement le 1-butanol, l’acétonitrile, le DMF ou le DMSO séchés sur tamis moléculaire. Malheureusement, cette solubilité est faible, et la coordination des ligands carboxylates sur les complexes hexanucléaires ne s’effectue pas facilement. Un moyen de la faciliter est de chauffer le milieu réactionnel. Lors d’un refroidissement « naturel », le système obtenu précipite rapidement sans former de monocristaux, et les diagrammes de diffraction des rayons X montrent des pics trop larges pour une résolution de structure cristalline sur poudre.

Les tentatives de cristallogénèse à température ambiante n'ayant donné aucun résultat nous avons décidé d'adopter la technique solvothermale pour ces systèmes complexe hexanucléaire - ligand carboxylate : elle permet un refroidissement lent et contrôlé, susceptible d’engendrer des monocristaux de qualité suffisante pour permettre la résolution d'une structure cristallographique.


[1] : Eddaoudi M.; Kim J.; Rosi N.; Vodak D.; Wachter J.; O'Keeffe M.; Yaghi O.M. Science 2002, 295, 469-472.