Tectonique moléculaire : vers la formation de réseaux chiraux par coordination ou liaisons covalentes

Molecular tectonic : toward the formation of chiral network using coordination or covalent bonds

• Auteur / Autrice : Maxime Florent
• Direction : Mir Wais Hosseini, Jean-Marc Planeix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques
• Date : Soutenance le 13/12/2017
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie de la matière complexe (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Heitz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ally Aukauloo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Muriel Hissler, Gilles Lemercier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tectonique moléculaire

Liaisons covalentes

Liaisons de coordination

Réseaux cristallins

Mots clés libres

Réseau de coordination

Réseau covalent cristallin

Auto-assemblage

Iridium

MOF

COF

Tectonique moléculaire

Réseau homochiral

Réseau hétérométallique

Coordination network

Covalent network

Self-assembly

Iridium

MOF

COF

Molecular tectonics

Homochiral network

Heterometallic network

Résumé

L’objectif de ce travail fut la conception d’édifices périodiques cristallins chiraux formés par auto-assemblage de briques de construction préprogrammées appelées (métalla)tectons via des liaisons de coordination (MOF) ou des liaisons covalentes (COF). Dans le premier chapitre, la synthèse de complexes cationiques d’iridium(III) cyclométallés racémiques et énantiopures substitués par des groupements pyridines ou acides benzoïques a été mise au point. Ces métallatectons ont permis l’obtention de nouveaux réseaux hétérométalliques par auto-assemblage avec divers cations métalliques. Un réseau homochiral bi-dimensionnel de type grille a pu être obtenu. Le second chapitre s’intéresse à la formation de COFs cristallins. De nouveaux tectons portant deux unités catécholates reliées par une chaîne polyéthylèneglycol ont été synthétisés afin de générer des réseaux homochiraux hélicoïdaux. Ces tectons, en présence d’acide borique et d’une base alcaline, devant permettre l’enroulement de la chaîne polyéthylèneglycol, ont cependant uniquement mené à la formation d’entités oligomériques.

The aim of this PhD work was to design new homochiral molecular networks using either coordination (MOF) or covalent bonds (COF) applying the concepts of molecular tectonics that deal with the formation of crystalline periodic architectures formed upon self-assembly of preprogrammed building blocks known as (metalla)tectons. In the first part, the synthesis of cationic cyclometalated iridium(III) complexes substituted with pyridine or benzoic acid derivatives, as racemic mixture or enantiomerically pure, has been carried out. Upon self-assembly of those metallatectons with distinct metallic cations, heterometallic coordination networks were obtained. Notably, a 2-D grid-type homochiral coordination network was successfully synthetized. The second part focused on the generation of homochiral helical crystalline covalent networks. Novel organic tectons using two catecholate units connected by a polyethyleneglycol chain have been synthesized. Reaction of these tectons with boric acid and an alkaline base, enabling the chain winding around the alkaline cation, has only led to the formation of oligomeric architectures.