Montréal Trigonix inc. 2018

La présente thèse traite deux thèmes principaux. Le premier est la synthèse d’oligomères téléchéliques rigides poly(éther sulfones) et poly(éther cétones) avec une masse molaire contrôlée et une faible polydispersité en utilisant l’approche de Yokozawa et al. Ces oligomères possèdent des bouts de chaînes réactifs qui peuvent être utilisés ultérieurement pour la polycondensation, dans le but d’obtenir des copolymères multiblocs rigides flexibles. Le deuxième thème consiste à étudier la cristallisation de ces oligomères téléchéliques par la diffraction des rayons X. Dans le chapitre 1, une revue de la littérature présente les principaux axes utilisés dans la synthèse des polymères rigides traditionnels ainsi que les avancées des dernières décennies dans la polycondensation contrôlée des polymères rigides. Le second chapitre décrit la synthèse des poly(éther sulfones) avec une polydispersité contrôlée. Ces oligomères possèdent des bouts de chaînes fonctionnels qui peuvent être polymérisables pour obtenir des copolymères rigides flexibles. Ces polymères sont caractérisés par spectroscopie RMN du proton (1H), du carbone 13 (13C), du fluor 19 (19F), chromatographie à exclusion stérique (GPC), spectroscopie de masse (MALDI-TOF MS), spectroscopie infrarouge (FTIR) et diffraction des rayons X. Dans le troisième chapitre, la cristallisation des oligomères types de poly(éther sulfones) est étudiée. Dans ce chapitre de petites oligomères d’éthersulfone comportant quatre cycles aromatiques sont synthétisées pour étudier leur cristallisation, dans le but d’obtenir des monocristaux d’éthersulfone. Des monocristaux de composés modèles sont obtenus par cristallisation en solution et la structure est déterminée par diffraction des rayons X. Une comparaison est effectuée avec les clichés de poudre de diffraction des rayons X du polyéthersulfone. Le quatrième chapitre décrit la synthèse d’une nouvelle génération de poly(éther cétone) et la caractérisation des oligomères obtenus. Ces oligomères de poly(éther cétone) possèdent une faible polymolécularité et sont solubles dans la plupart des solvants organiques, ils possèdent à chaque bout de chaînes un groupement réactif. La régularité de la chaîne de ce polymère rigide lui donne un caractère cristallin, et les études de cristallisation sont très faciles en solution ou en fusion. La capacité de cristallisation de ces oligomères est déterminée par diffraction des rayons X. / This thesis focuses on two main themes; synthesizing rigid telechelic oligomers of poly(ether sulfone) and poly(ether ketone) with controled molecular weight and low polydispersity that can be used in polycondensation with the aim of obtaining multiblock rigid-flexible copolymers for crystallisation investigation. The second theme is to study the crystallization capability of telechetic oligomers of poly(ether sulfone) and poly(ether ketone) by X-ray diffraction. Chapter one presents a review of the literature on the main methods used for the synthesis of rigid oligomers and the advances of the last decades in controlled rigid polymer polycondensation. The second chapter demonstrates the synthesis of telechelic oligomers of poly (ether sulfone) with a controlled molecular weight and low polydispersity. These oligomers have two functional end groups and can be precursors for rigid flexible copolymers. These polymers are characterized by proton (1H), carbon 13 (13C) and fluorine 19 (19F) NMR spectroscopy, size exclusion chromatography (GPC), MALDI-TOF mass spectrometry (MS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction. In the third chapter, the synthesis, characterization and crystallization of new oligomers of ethersulfone was reported. In this chapter small oligomers containing four aromatic rings were synthesized to study their crystallization. Single crystals were obtained by crystallization from solution and cell parameters structure of one of these model compounds was determined by X-ray diffraction. This is compared to the X-ray powder diagram of poly(ethersulfone). The fourth chapter reports the synthesis and characterization of new generation of telechelic oligomers of poly(ether ketone) which are soluble in most of organic solvent, have controlled molecular weight and relatively low polydispersity. These oligomers contain reactive ends-groups at each end chain. Oligomer gives them crystallization ability, which can be studied in solution or from the melt. Crystallization of these oligomers in solution is reported in this chapter and investigated by X-ray diffraction.

Nous avons entrepris l'étude de l’oxydation du cétène CH2 = CO en phase gazeuse, car cette molécule intervient comme produit intermédiaire dans de nombreuses oxydations de dérivés oxygénés d'hydrocarbures. Le seul travail à ce sujet est celui de BARNARD et KIRSCHNER publié au cours de nos recherches, ces auteurs ayant surtout étudié la combustion à haute température (475°C) … / Montréal Trigonix inc. 2018

L'absorption directe de la lumière du soleil, permettant de produire de l'énergie électrique en utilisant un système photovoltaïque est considéré aujourd'hui comme étant une des solutions les plus adéquates et importantes dans le domaine de l'énergie renouvelable pour faire face à une demande mondiale sans cesse croissante. À cet effet, les cellules solaires plastiques représentent une alternative pertinente pour une production d'énergie électrique propre et renouvelable. Ils sont non polluants, légers et flexibles et sont susceptibles d'être produits à grande échelle et ce, à moindre coût. Le principal défi dans ce domaine de recherche sera le développement de dispositifs photovoltaïques à base de polymères organiques conjugués. Les propriétés des matériaux seront étudiées et optimisées afin d'obtenir des résultats reproductibles (haute conversion énergétique, grande stabilité dans le temps, etc) et susceptibles d'intéresser le monde de l'industrie pour des applications à plus grande échelle. Cette étude portera sur la caractérisation et l'optimisation de nouveaux terpolymères statistiques à base de matériau électro-donneur : benzo[1,2-b:4,5-b′]-dithiophene (BDT) et de matériaux électro-accepteurs : thieno[3,4-c]pyrrole-4,6- dione (TPD) and thiadiazolo[3,4-e]isoindole-5,7-dione (TID). Les polymères statistiques ont été synthétisés par polymérisation de type couplage par Stille. L'addition du groupement TPD (0% à 90% par rapport au TID) dans la chaîne polymère principale a conduit à l'obtention des matériaux statistiques suivants : P[(BDT-TPD)x-(BDT-TID)y]n. Les propriétés électroniques et optiques ont été caractérisées et optimisées par différentes techniques telles que la spectroscopie UV-Vis, la microscopie à force atomique (AFM), la microscopie électronique à transmission (TEM), la voltampérométrie cyclique (CV). Les paramètres photovoltaïques (densité de courant court-circuit (Jsc), voltage à circuit ouvert (Voc), facteur de forme (FF) et le rendement de conversion énergétique (PCE)) ont été évalués grâce à un simulateur solaire.

L'analyse des spectres Raman et infrarouges de OF2₂, SCl₂, SO₂F₂ et SO₂CI₂ solides, basée sur la théorie des groupes et les développements récents sur la présence de bandes dues à des modes longitudinaux dans les spectres de vibration de certains cristaux moléculaires, nous a permis de limiter le nombre des structures cristallines possibles de ces composés sur lesquels on ne possédait aucune donnée cristallographique. Même si nous n'avons pas réussi à déduire une structure cristalline unique dans chaque cas, les renseignements obtenus devraient s'avérer précieux lors de la détermination des structures cristallines par des méthodes plus directes, telle la diffraction des rayons X. On peut en effet s'attendre à ce que les travaux en diffraction sur ces solides soient extrêmement ardus, vu les points de fusion assez bas de ces composés. L'analyse des spectres de vibration de OF₂ cristallin a révélé que la maille primitive du cristal contient au moins deux molécules, situées sur des sites de symétrie Cs ou C₁. La présence dans le spectre Raman d'une bande bien distincte due à un mode longitudinal, associé à la vibration transversale v₃, a mis en évidence le caractère piézoélectrique de ce composé en phase solide. Le cristal est donc non-centrosymétrique. De plus, étant donné que la fréquence du mode longitudinal observé ne varie pas pour différents échantillons polycristallins, il est probable que le bifluorure d'oxygène possède une structure cristalline cubique (classe cristalline Td) dont la maille primitive contiendrait 12 molécules situées sur des sites de symétrie Cs . Nous avons aussi étudié les spectres infrarouges de OF₂ isolé dans des matrices solides de néon, d'argon et de krypton, dans des rapports de concentration molaire de 1:1000. Le dédoublement de la bande due au mode v₃ suite à des recuits successifs de ces matrices, nous a amené à conclure que les molécules de soluté se distribuent dans des sites de piégeage différents dans ces matrices. On ne peut cependant définir la nature exacte de ces différents sites. Les spectres infrarouges de SCl₂ gazeux et isolé dans une matrice de krypton, de même qu'un calcul des constantes de force effectué à partir des fréquences des bandes isotopiques de ce composé, ont permis de démontrer que la fréquence du mode de valence antisymétrique (v₃) dans la molécule libre est inférieure à 530 cm-1, contrairement à ce qui avait déjà été publié (535 cm-1). Les spectres de ce composé à l'état solide sont passablement compliqués dans les régions de v₁ et v₃, par suite de l'éclatement des fondamentales par effet de couplage, et de la présence de bandes dues aux diverses espèces isotopiques. En nous basant sur le nombre minimum de bandes observées dans la région des modes de réseau des spectres de vibration, nous avons pu déduire que la maille primitive du cristal contient au moins quatre molécules, situées dans des positions générales. Par ailleurs, ce solide ne saurait être de structure cristalline monoclinique ou triclinique. Le fait qu'aucune bande due à un mode longitudinal n'ait été décelé dans le spectre Raman du solide suggère pour ce composé une structure cristalline centrosymétrique. Contrairement à ce qui avait été avancé en se basant sur l'écart entre les entropies calorimétrique et spectroscopique, les spectres de vibration de SO₂F₂ en phase solide sont caractéristiques d'une structure cristalline bien ordonnée. Les épaulements longitudinaux observés du côté des hautes fréquences de plusieurs des fondamentales dans le spectre Raman prouvent sans ambiguité que le cristal est non-centrosymétrique. L'analyse de ces spectres nous a permis de déduire que la maille primitive du cristal contient au moins deux molécules, situées sur des sites de symétrie ou Cs ou C₁. De plus, la structure cristalline de SO₂F₂ ne saurait être triclinique, trigonale ou monoclinique si les molécules sont situées sur des sites de symétrie Cs . Le nombre de modes de réseau distincts (12 au total), observés dans les spectres Raman et infrarouge de SO₂C1₂ cristallin, indique que le cristal contient au moins 4 molécules par maille primitive. Les dédoublements de la bande due au mode de torsion v₅ (A₂) dans le spectre de diffusion, et de celles dues aux modes de symétrie A₁ dans le spectre d'absorption, prouvent que les molécules dans le cristal ne sont pas situées sur des sites de symétrie ou C₂v ou C₂. De plus, le grand nombre de bandes observées dans les régions de v₁ et v₄ du spectre Raman s'explique mal par une symétrie de site Cs. La présence d'épaulements longitudinaux dans le spectre Raman du solide prouve que la structure du cristal est non-centrosymétrique et suggère qu'elle n'est pas cubique. Il est probable que les molécules se situent dans des positions générales de la maille élémentaire du cristal, qui peut appartenir aux systèmes orthorhombique, tétragonal (quadratique) et hexagonal. / Montréal Trigonix inc. 2018

Montréal Trigonix inc. 2018

Québec Université Laval, Bibliothèque 2018

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020 / Alors que les options de traitement s’épuisent devant la problématique pandémique de résistance microbienne, il est d’une pertinence tout à fait actuelle de multiplier les stratégies pour traiter les maladies infectieuses. Ces travaux portent sur l’investigation du potentiel antimicrobien de peptides et de dérivés peptidiques inspirés par des métabolites bioactifs. Les effets de trois familles de molécules synthétiques comportant des groupements non-naturels ont été étudiés dans un contexte de microbiologie buccale. Le biofilm dentaire, dense et polymicrobien, est un excellent modèle pour le développement de nouveaux antimicrobiens. À la recherche de composés pouvant inhiber la formation du biofilm bactérien, interrompre les processus infectieux ou désorganiser les membranes bactériennes, l’évaluation de l’activité de dipeptides cycliques, de pipérazines et de courts peptides cationiques a été effectuée. L’investigation a été conduite pour chaque famille de molécules de façon à définir le spectre d’action, en révéler le mécanisme et établir une relation entre la structure et l’activité qui prenne en considération les contraintes structurelles et la stéréochimie.

Afin d'assurer la durabilité de l'environnement et la satisfaction des besoins de la population mondiale qui ne cesse d'augmenter, l'agriculture de précision figure parmi les stratégies innovantes de demain. Cette stratégie repose sur l'implantation à grande échelle de dispositifs analytiques pour permettent le dosage in situ, à l'aide de capteur ioniques à faible coût, d'éléments minéraux essentiels à la croissance des plantes. Ces capteurs ioniques répondraient notamment aux besoins du domaine agricole mais ouvre également le champ d'application pour d'autres domaines. Ainsi, l'objectif principal de ce mémoire consiste à développer et concevoir une nouvelle technologie de capteur pour le dosage des ions du potassium. Les résultats portent principalement sur la mise au point et l'étude de la réponse de différents prototypes de capteurs évalués en utilisant le principe de l'impédance électrochimique afin de quantifier de façon précise l'ion de potassium présent dans des solutions aqueuses. Le recours à cette approche permet d'obtenir un capteur ionique à faible coût puisqu'une électrode de référence n'est pas nécessaire. Les résultats porteront également sur l'analyse des différents critères indispensables pour obtenir un capteur efficace permettant le dosage des ions à l'aide de l'impédance électrochimique. De plus, les différentes modifications apportées aux prototypes de capteurs pour atteindre une sélectivité seront présentées. Finalement, des hypothèses et des perspectives de recherche sont proposées pour atteindre une sélectivité accrue de l'ion du potassium.

Dans les dernières décennies, la consommation d’énergie se voit croître parallèlement à la diminution des combustibles fossiles. Pour contrer cette problématique, nous tentons de converger vers des procédés énergétiques impliquant des ressources d’énergie renouvelable. Dans cette optique, l’énergie solaire se voit largement étudiée afin d’accroître la performance de cette technologie prometteuse. Ainsi, dans les dernières années, les polymères conjugués ont été étudiés à travers le monde compte tenu de leur potentiel dans des dispositifs organiques. Parmi l’éventail de composés proposés, l’unité thiéno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione (TPD) est un choix intéressant considérant ses propriétés électro-optiques remarquables. Cette unité sera au cœur du présent mémoire qui se divise en cinq chapitres. Pour débuter, la première partie abordera l’introduction des travaux effectués. Ensuite, le second chapitre portera sur les méthodes de caractérisations utilisées. Puis, les recherches effectuées se diviseront en deux sections. Dans un premier temps, le chapitre 3 présentera une étude sur les méthodes de polymérisation impliquant l’unité TPD. Parmi ces méthodes, la polymérisation par hétéroarylation directe, très avantageuse au niveau industriel, sera analysée. Par la suite, le chapitre 4 traitera d’une nouvelle unité de TPD engendrant des modifications sur les propriétés électro-optiques. En effet, l’ajout d’une fonctionnalité carbonyle sur l’unité de TPD aura un impact important sur les performances des polymères résultants. Finalement, le tout se terminera avec une conclusion et les travaux futurs.