Synthèse, études structurales et magnétiques d'α-hydroxy carboxylates de métaux de transition
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis concerns the solvothermal synthesis, the structural and magnetic characterization of families of coordination polymers based on transition metals and -hydroxy carboxylate type chiral ligands. With the mandelic acid, we obtained a series of 5 iso-structural compounds with the ions MnII, FeII, CoII, NiII, CuII. Their crystal structure consists in layers of 6-coordinated metal(II) ions, thus forming planar arrays of octahedra interconnected through carboxylato bridges. From the magnetic point of view, antiferromagnetic interactions between neighboring M(II) ions is observed for the series of transition metal mandelates except the nickel derivative for which a ferromagnetic behavior is observed. Methoxy-mandelic acid, three new products were obtained. The structures of the cobalt and copper products correspond to isolated chains forming planes. The nickel product was obtained as a powders. An antiferromagnetic behavior is observed for the cobalt product, whereas the copper methoxy mandelate presents a ferromagnetic behavior. The nickel compound has a behavior similar to that of isolated NiII ions. With the malic acid we obtained 13 compounds, and we highlighted a new family of chiral transition metal malates. Several types of structures were obtained with variable rates of hydration. These structures present various magnetic dimensionnalities (1D to 3D). No racemization was observed and magnetic chiral compounds could be obtained. The dichroic spectra in the solid state indicate a transfer of chirality from the ligand to the magnetic center. The magnetic properties of all the compounds were analyzed in detail and were interpreted on the basis of their crystal structure. The last ligand used was citramalic acid. We could synthesize 3 new MnII, CoII, NiII compounds. In spite of very close structures, these products show very different magnetic behaviors. Dichroism measurements on the cobalt compound showed a chirality transfer from the ligand to the magnetic center.
Abstract FR:
Ce travail de thèse porte sur la synthèse solvothermale, la caractérisation structurale et l’étude magnétique de familles de composés de coordination de métaux de transition et de ligands chiraux de type -hydroxy carboxylate. Avec l’acide mandélique, nous avons obtenu une série iso-structurale de 5 composés de coordination avec les ions MnII, FeII, CoII, NiII, CuII. Ils possèdent une structure lamellaire. Les produits à base de MnII, FeII, CoII, CuII ont montré un comportement antiferromagnétique en revanche, le produit au nickel présente un comportement ferromagnétique. Avec l’acide méthoxy-mandélique, trois nouveaux produits ont été obtenus. Les structures des produits au cobalt et au cuivre correspondent à des chaînes isolées formant des plans, alors que le produit au nickel a été obtenu sous forme de poudre. Un comportement antiferromagnétique est observé pour le produit au cobalt, alors que le méthoxy mandélate de cuivre présente un comportement ferromagnétique. Le produit au nickel a un comportement analogue à celui d'ions NiII isolés. Avec l’acide malique, nous avons obtenu 13 produits et nous avons mis en évidence une nouvelle famille de malates de métaux de transition chiraux. Plusieurs types de structures ont été obtenus avec des taux d'hydratation variables. Ces structures présentent diverses dimensionnalités magnétique (1D à 3D). Des produits magnétiques et chiraux ont pu être obtenus dont les spectres de dichroïsme à l’état solide indiquent un transfert de chiralité du ligand au centre magnétique. Les propriétés magnétiques de tous les composés ont été analysées en détail et interprétées sur la base de leurs structures cristallines. Le dernier ligand utilisé est l’acide citramalique. Nous avons pu synthétiser 3 nouveaux composés à base de MnII, CoII, NiII. Ses produits présentent des comportements magnétiques très différents. Des mesures de dichroïsme effectuées sur le composé au cobalt.