Macrocycles et cages macrobicycliques dynamiques : auto-sélection, cinétique et thermodynamique

Dynamic covalent macrocycles and macrobicyclic cages : self-sorting, kinetics and thermodynamics

• Auteur / Autrice : Zhaozheng Yang
• Direction : Jean-Marie Lehn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 01/12/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Ferlay-Charitat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mihai Barboiu, Daniel Meyer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cages moléculaires

Chimie supramoléculaire

Chimie combinatoire

Mots clés libres

Chimie covalente dynamique

Bibliothèque covalente dynamique

Triage automatique dynamique

Macrocycles

Cages moléculaires

Systèmes hors équilibre

Communation cinétique

Dynamic covalent chemistry

Dynamic covalent library

Dynamuc self-sorting

Macrocycles

Molecular cages

Out-of-equilibrium systems

Kinetic switching

Résumé

L'étude des systèmes d’auto-triage, notamment leur comportement sous contrôle cinétique, pourrait ouvrir la voie à une meilleure compréhension des propriétés intrinsèques et de l'intrication de la matière. Cette thèse est centrée autour de l'étude des caractéristiques cinétiques et thermodynamiques dans les systèmes d’auto-triage de macrocycles de polyimines et de cages macrobicycliques. Les forces motrices de chaque distribution, obtenues à la fois à des temps de réaction courts et après avoir atteint l'équilibre, ont été étudiées dans un premier temps. Ces résultats mettent en évidence le rôle essentiel du choix judicieux des composants initiaux, qui permet l’évolution des DCLs (initialement composées des produits cinétiques hors équilibre) vers des états thermodynamiquement favorisés. Dans le dernier chapitre, les interconnexions isomériques entre les constituants ont été évaluées afin d’explorer une nouvelle approche pour le développement de DCLs d’une plus grande complexité.

The study of self-sorting systems, especially their behaviour under kinetic control, may pave the way to understand the intrinsic properties and intricacy of matter. This thesis focuses on the study of kinetic and thermodynamic features in self-sorting systems of polyimine macrocycles and macrobicyclic cages. The driving forces for each distribution obtained at both short reaction times and after reaching the equilibrium were firstly investigated. The results highlight the essential role of an appropriate design of initial components, which allows the evolution of DCLs from out-of-equilibrium kinetic products to thermodynamically favoured states. In the last chapter, isomeric interconnections between constituents were evaluated in order to provide a new aspect for developing DCLs of higher complexity.