Corrélation entre les dynamiques de rotation et de conjugaison dans les dérivés de DAMN

Correlation between rotational and conjugation dynamics in DAMN derivatives

• Auteur / Autrice : Maria Jesus Aguilera Roldan
• Direction : Nicolas Giuseppone, Jean-Marie Lehn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 25/09/2024
• 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 : Lutz Greb
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lutz Greb, Ghislaine Vantomme

Mots clés

Mots clés contrôlés

Machines moléculaires

Rotation moléculaire

Chimie supramoléculaire

Mots clés libres

DAMN

Dynamique conformationnelle

Corrélation

Conjugaison

Rotation

Mouvement contrôlé interne

Machines moléculaires

Machines moléculaires

DAMN

Conformational dynamics

Correlation

Conjugation

Rotation

Internally controlled motion

Molecular machines

Transmission of information

Résumé

Le diaminomaléonitrile (DAMN) a suscité des débats dans la communauté scientifique en raison de l'identification incorrecte de sa structure chimique, de son rôle possible dans la formation de nucléotides dans des conditions prébiotiques et de sa polyvalence pour former des hétérocycles et des composés aux propriétés optiques. Ce travail réexamine la structure chimique du DAMN et de ses dérivés, révélant les dynamiques conformationnelles qui influencent leur réactivité. L'étude confirme que l'asymétrie observée dans leurs structures cristallines résulte d'une corrélation entre les conjugaisons et les rotations de leurs systèmes push-pull interconnectés, donnant lieu à deux conformations alternantes. Cette dynamique de contrôle interne est mise en évidence par la spectroscopie RMN, les calculs DFT et l'analyse aux rayons X, ainsi que par la comparaison avec des composés de référence et des analogues. Les facteurs structuraux influençant la corrélation ont été étudiés, modulés et complétés par des mouvements contrôlés de façon externe, ce qui les rend précieux pour le développement des machines moléculaires de nouvelle génération et pour la transmission de l'information chimique.

Diaminomaleonitrile (DAMN) has sparked debate in the scientific community due to misidentifications of its chemical structure, its possible role in nucleotide formation under prebiotic conditions, and its versatility in forming heterocycles and compounds with optical properties. This work revisits the chemical structure of DAMN and its derivatives to uncover the conformational dynamics that influence their reactivity. The study confirms that the asymmetry observed in their crystal structures results from a correlation between the conjugations and rotations of their interconnected push-pull systems, leading to two alternating conformations. This unprecedent internally controlled dynamic is revealed through NMR spectroscopy, DFT calculations and X-Ray analysis, and by comparing the dynamics with reference and analogous compounds. Structural factors influencing the correlation have been studied, tuned, and complemented with externally controlled motions, making them valuable in the development of next-generation molecular machines and in the transmission of chemical information.