Auto-organisation et auto-assemblage de 4,4'-bipyridines et naphtalène diimides

Self-organization and self-assembly of 4,4'-bipyridines and naphthalene diimides

• Auteur / Autrice : Jean Joseph
• Direction : Jennifer A. Wytko, Jean Weiss
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 12/12/2022
• 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 : Philippe Gros
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Gros, Sébastien Goeb

Mots clés

Mots clés contrôlés

Titane

Bipyridine

Viologènes

Autoassemblage

Mots clés libres

4,4’-bipyridines

Viologènes

Π-dimère

Cyclophane

Hélicate

Auto-assemblage

HOPG

Titane(IV)

4,4’-bipyridines

Viologens

Π-dimer

Cyclophane

Helicate

Self-assembly

HOPG

Titanium(IV)

Résumé

Ces travaux de thèse s’intéressent au développement d’interrupteurs moléculaires contractiles ou extensibles dans lesquelles l’animation serait déclenchée par π-dimérisation intramoléculaire de viologènes, dérivés quaternisés de la 4,4’-bipyridine (4,4’-bipy), ou de naphtalène diimides (NDIs). Dans un premier temps, des dérivés de 4,4’-bipys sont fonctionnalisés de façon à interagir avec une surface de graphite pyrolitique hautement orienté dans le cadre de l’élaboration d’un cyclophane bis-viologènes électro-commutable et adsorbable sur graphite. Par la suite, la préparation d’un interrupteur moléculaire hélicoïdal possédant des liens de types spiroborates a été entreprise à partir de ligands contenant des unités 4,4’-bipy ou viologènes. Cet édifice pourrait être réversiblement contracté ou étendu par π-dimérisation intramoléculaire des unités rédox-sensibles. Enfin, le dernier chapitre présente des assemblages de titane(IV) construits à partir de ligands bis(biphénol) comportant des espaceurs 4,4’-bipys ou NDIs. La longueur des ligands, leur flexibilité ou encore l’éventuel ajout de ligands auxiliaires azotés ont été étudiés et leur impact sur la nature des édifices formés est discuté.

This thesis work aimed at developing molecular switches in which a contraction/extension motion would be triggered by intramolecular π-dimerization of viologens, quaternized derivatives of 4,4'-bipyridines (4,4'-bipys), or naphthalene diimides (NDIs). First, 4,4'-bipy derivatives were functionalized to interact with a highly oriented pyrolitic graphite surface in order to develop a redox-triggered bis-viologen cyclophane that could be adsorbed on graphite. Subsequently, the synthesis of a helical molecular switch possessing spiroborate-like bonds was attempted starting from ligands containing 4,4'-bipy or viologen units. This edifice would be reversibly contracted or extended by intramolecular π-dimerization of redox units. Finally, the last chapter presents titanium(IV) assemblies constructed from ligands with 4,4'-bipys or NDIs spacers. The length of the ligands, their flexibility and the possible addition of nitrogenous auxiliary ligands were studied and their impact on the nature of the edifices formed are discussed.