Synthèse de molécules chirales fluorescentes

Synthesis of chiral fluorescent molecules

• Auteur / Autrice : Max Coehlo
• Direction : Grégory Pieters
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 14/12/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Médicaments et technologies pour la santé (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Chimie (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Angela Marinetti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Muriel Hissler, Gilles Ulrich, Damien Prim, Yann Trolez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Muriel Hissler, Gilles Ulrich

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse organique

Fluorescence

Chiralité

Mots clés libres

Synthèse organique

Chiralité

Fluorescence retardée

Luminescence circulairement polarisée

Transfert de proton intramoléculaire à l'état excité

Thermally activated delayed fluorescence

Circularly Polarized Luminescence

Chirality

Organic Synthesis

Excited state intramolecular proton transfer

Résumé

Les molécules émettrices de lumière circulairement polarisée (CPL) possèdent un fort potentiel d'application dans de nombreux domaines tels que dans le stockage optique d'informations, les technologies anti-contrefaçon ou encore en tant que dopants dans les couches émettrices de dispositifs électroluminescents. D'un point de vue plus fondamental, un des défis d'aujourd'hui consiste à imaginer des concepts moléculaires permettant de combiner l'émission de CPL avec d'autres types de propriétés de luminescence (comme l'émission de fluorescence retardée, TADF, ou de la fluorescence par transfert de proton intramoléculaire a l'état excité, ESIPT). Ces travaux de thèse explorent plusieurs aspects de cette thématique recherche. Dans une première partie, les premières molécules combinant des propriétés de CPL et d'ESIPT ont été développées et leurs propriétés ont été étudiées et rationnalisées à l'aide de calculs théoriques. Elles ont également été utilisées en tant que “switchs” chiroptiques. Deux autres chapitres se concentrent sur la conception, et l'étude de molécules possédant des propriétés d'émission de TADF et de CPL ainsi que sur l'optimisation de leurs propriètés via une étude des relations structures propriétés approfondies. Enfin, un dernier chapitre porte sur la synthèse et l'étude de nouveaux émetteurs de CPL constitués d'un motif chiral configurationnellement stable accolé à fluorophore actif de type donneur-accepteur de géométrie hélicoidale de faible stabilité conformationnelle.

Molecules displaying circularly polarized luminescence (CPL) have numerous potential applications in many fields such as optical data storage, anti-counterfeiting technologies and more notably as emissive material in electroluminescent devices. From a fundamental point of view, one of today's challenge is to combine CPL emission with other peculiar properties such as TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence) or ESIPT (Excited State Intramolecular Proton Transfer). This works aims to explore several aspects of this thematic. Thus, in a first project, the first molecules combining CPL emission with ESIPT has been developed, studied and used as a chiroptical switch. Two other chapters of this thesis focus on the conception and study of fluorophores combining TADF emission with CPL emission as well as the optimization of their photophysicals and chiropticals properties through a structure-activity relationship study. Lastly, the study and the synthesis of new CPL emitters with both a configurationally stable chiral moieties and a twisted donor-acceptor with a low stability helicoidal geometry has been performed.