Conception, synthèse et propriétés de récepteurs incorporant des unités acridiniums et porphyrines

Design, synthesis and properties of receptors incorporating acridinium and porphyrin units

• Auteur / Autrice : Amy Edo-Osagie
• Direction : Valérie Heitz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire - chimie supramoléculaire
• Date : Soutenance le 28/04/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean Weiss
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Henri-Pierre Jacquot de Rouville
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pablo Ballester, Christophe Bucher

Mots clés

Mots clés contrôlés

Porphyrines

Reconnaissance moléculaire

Cages moléculaires

Mots clés libres

Pince moléculaire

Cage moléculaire

Récepteur à réponse multiple

Reconnaissance moléculaire

Acridinium

Porphyrine

Tweezer

Cage

Multi-switching receptor

Host-guest chemistry

Acridinium

Porphyrin

Résumé

Les travaux de cette thèse portent sur la conception, la synthèse et l'étude de nouveaux récepteurs incorporant des conjugués acridinium-porphyrines. Les effets du couplage des deux motifs sur les propriétés électrochimiques et photochimiques des molécules et sur leur comportement de reconnaissance ont été explorés.Deux voies de synthèse pour coupler les motifs acridinium et porphyrine ont été mises au point et ont conduit à différentes porphyrines méso-substituées par des acridiniums. Elles ont permis d’entreprendre la synthèse de récepteurs moléculaires, en utilisant la métathèse d’oléfines pour lier de manière covalente plusieurs conjugués acridinium-porphyrine. Grâce à cette réaction, une pince moléculaire et une cage acridinium-porphyrine ont été synthétisées avec succès. Les propriétés de reconnaissance de ces deux récepteurs ont été étudiées vis à vis de ligands ditopiques (DABCO et 4,4'-bipyridine) et d’hydrocarbures polyaromatiques. De plus, la présence/absence de coopérativité entre les sites de reconnaissance porphyrine et acridinium a été étudiée. Enfin, la réponse multiple suite à différents stimuli (chimiques et/ou redox) a été mise en évidence ainsi que le contrôle à distance de l’affinité de ces récepteurs pour les ligands ditopiques.

The work of this thesis has focused on the design, synthesis and study of new receptors incorporating acridinium-porphyrin conjugates. The effects of pairing the two motifs on the electro- and photo-chemical properties of the molecules and on their recognition behaviour were explored. Two synthetic methodologies for coupling acridinium and porphyrin motifs were found allowing the synthesis of different meso-substituted acridinium-porphyrins. This was then extended into the synthesis of molecular receptors, using olefin metathesis as a means of covalently linking acridinium-porphyrin conjugates. Via this method, both a porphyrin-acridinium tweezer and cage were successfully synthesised. The binding abilities of the two receptors were investigated with respect to ditopic ligands (DABCO and 4,4’-bipyridine) and polyaromatic hydrocarbons. Furthermore, the presence/absence of cooperativity between the porphyrin and acridinium binding sites was investigated. Finally, the multi-switching behaviour based on different stimuli (chemical and/or redox) was studied and the remote-controlled tuning of the binding affinity for ditopic ligands evidenced.