Tectonique moléculaire : assemblages supramoléculaires fonctionnels à base de porphyrines

Molecular tectonic : functional supramolecular assemblies based on porphyrins

• Auteur / Autrice : Nicolas Marets
• Direction : Mir Wais Hosseini, Véronique Bulach
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 28/09/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie de la matière complexe (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Pierre Sauvage
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marcel Mayor
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Roger Guilard, Bernold Hasenknopf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tectonique moléculaire

Composés de coordination

Polymères cristaux liquides

Synthèse (chimie)

Porphyrines

Mots clés libres

Porphyrine

Tectonique moléculaire

Auto-assemblage

Fonctionnalisation de surface

Liquide-solide interface

UHV

STM

Réseaux de coordination

Réseaux directionnels

Réseaux chiraux

Réseaux flexibles

Cristaux liquides

Mésophase

Porphyrin

Molecular tectonics

Self-assembly

Surface functionalization

Liquid-solid interface

UHV

STM

Coordination networks

Directional networks

Chiral networks

Flexible networks

Liquid crystal

Mesophase

Résumé

La tectonique moléculaire est l’étude de la construction d’architectures cristallines périodiques par l’auto-assemblage de tectons. L’objectif de ces travaux fut d’associer les principes de la tectonique moléculaire à la possibilité de fonctionnalisation du macrocycle porphyrinique dans l’optique de générer des assemblages fonctionnels.Dans une première partie, la fonctionnalisation de surface avec des porphyrines a été réalisée. La synthèse de porphyrines originales dissymétriques méso-substituées par des groupes coordinants de type pyridine, éthynylpyridine ou éthynylterpyridine a été mise au point. Ces porphyrines ont conduit à la formation de réseaux mono- ou bi-dimensionnels sur différentes surfaces.La seconde partie s’intéresse à la formation de réseaux de coordination à l’état cristallin. De nouvelles porphyrines ont été synthétisées dans le but de générer des réseaux chiraux, directionnels ou encore flexibles à l’état cristallin.Enfin, dans une dernière partie, la fonctionnalisation de porphyrines par des groupements pyrogallates a été réalisée. Une porphyrine et son complexe de zinc ont ainsi conduit à la formation de mésophases colonnaires rectangulaires. Dans cette partie, l’introduction de groupements isomérisables à la périphérie du macrocycle porphyrinique a également été réalisée dans le but de générer des mésophases photo-commutables.

Molecular tectonic studies the construction of periodic crystalline architectures through self-assembly of tectons. The objective of this work was to associate the principles of molecular tectonic to the possibility of functionalization of the porphyrin macrocycle to generate functional assemblies.In the first part, the surface functionalization with porphyrins was performed. The synthesis of novel meso-substituted asymmetric porphyrins with several coordinating groups such as pyridine, ethynylpyridine or ethynylterpyridine was carried. These porphyrins have allowed the formation of mono- or bi-dimensional networks on surfaces.The second part focuses on the formation of coordination networks in the crystalline state. Different porphyrins were synthesized in order to generate chiral, directional or flexible networks in the solid state.Finally, in a last part, the functionalization of porphyrins with pyrogallate groups was performed. One porphyrin and it zinc complex have shown the formation of rectangular columnar mesophases. In this part, the functionalization of the porphyrin with isomerizable groups was also performed in order to generate photo-commutable mesophases.