Synthèse et caractérisation de molécules photo-actionnables pour le contrôle optique d'intéractions supramoléculaires

Synthesis and characterization of chromophores-based dithienylethenes : toward all-optical non-destructive molecular systems

• Auteur / Autrice : Marie Barale
• Direction : Julien Boixel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire et macromoléculaire
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes - ISCR
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Odobel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Adèle Laurent, David Canevet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Guy Royal, Stéphanie Delbaere

Mots clés

Mots clés contrôlés

Absorption à deux photons

Luminescence

Chromophores

Photochromes

Mots clés libres

Photochromes

Dithienylethenes

Chromophores

Photochromisme

Atropoisomerie

Luminescence

Pyrene

Platine(II)

Absorption à un et deux photons

Photochromes

Dithienylethenes

Chromophores

Photochromism

Atropoisomerism

Luminescence

Pyrene

Platine(II)

Absorption à un et deux photons

Résumé

Ce travail est consacré à la synthèse, à la caractérisation et aux études photophysique de nouveaux dithienylethenes (DTE) a base de chromophores organometalliques et organiques vers le contrôle tout optique d’interactions supramoléculaires. Grâce à un design original du DTE, les interactions supramoléculaires sont contrôlées optiquement par un mouvement moléculaire. Après une étude bibliographique présentant les propriétés vastes des DTE et leur efficacité à photo-contrôler les propriétés de luminescence de chromophores variés, la première stratégie vers la photo-modulation de la luminescence exciplexe proche infra-rouge de complexes de platine(II) est présentée. Les monocomplexes de Pt(II) à bases de DTE ont étés obtenus et sont entièrement caractérisés et leur propriétés photochromes et photophysiques sont démontrées. Les DTE présentent une stabilité optique et montrent une photo-modulation efficace de la luminescence des mono-complexes de platine(II). La troisième partie de ce travail vise à obtenir des DTE à bases de pyrene pour le contrôle tout-optique d’excimer statique. Deux nouveaux DTE bispyrene ont étés obtenus et leur caractérisation complète est également présentée. Ces DTE présentent une efficacité de la réaction de photochromisme, ainsi qu’une bonne extinction de la luminescence excimère du pyrène dû à un mouvement moléculaire. Les études photophysiques révèlent la possibilité d’utiliser l’absorption à un- et deux-photons afin d’atteindre un système de lecture non destructif, présentant un intérêt pour les applications de stockage d’informations. La quatrième partie de ce travail est complémentaire à la précédente et présente la stratégie et la synthèse vers l’obtention de DTE atropoisomères pour le contrôle optique de propriétés chiroptiques, en introduisant de l’encombrement stérique sur le DTE.

This work is devoted to the synthesis, characterization and photophysical studies of novel organometallic or organic chromophores-based dithienylethenes (DTE) towards the all-optical control of supramolecular interactions. Thanks to an original design of the DTE, the supramolecular interactions are optically controlled by molecular movement. After a bibliographic study presenting the vast properties of DTEs and their efficiency to photo-control the luminescence properties of various chromophores, the first strategy towards the photo modulation of the near-infrared exciplex luminescence of platinum(II) complexes is presented. DTE-based Pt(II) mono-complexes have been obtained, are fully characterized and their photochromic and photophysical properties are demonstrated. DTEs exhibited optical stability and showed effective photo-modulation of the luminescence of platinum(II) mono-complexes. The third part of this work aims to obtain pyrene-based DTEs for the all-optical control of static excimer. Two new bispyrene DTEs have been obtained and their complete characterization is also demonstrated. These DTEs present an efficient photochromic reaction, as well as a good extinction of the excimer luminescence of the pyrene due to a molecular movement. Photophysical studies reveal the possibility of using one- and two-photon absorption to achieve a non-destructive readout system, of interest for data storage applications. The fourth part of this work is complementary to the previous one and presents the strategy and the synthesis towards atropoisomeric DTEs for the optical control of chiroptical properties, by introducing steric hindrance on the DTE.