Polysulfurated aromatic compounds : Préparation and photophysical properties

par Andrea Fermi

Thèse de doctorat en Sciences Chimiques

Sous la direction de Marc Gingras.

Le président du jury était Renato Seeber.

Le jury était composé de Paola Ceroni, Alberto Girlando.

Les rapporteurs étaient Jean francois Nierengarten, Anne marie Caminade.


  • Résumé

    Durant mon Doctorat de Sciences Chimiques, effectué en cotutelle entre l'Université de Bologne et l'Université de Aix-Marseille, j'ai pris en charge la synthèse et la caractérisation d'une série de composés aromatiques soufrés qui bénéficient de propriétés photophysiques intéressantes. Ce travail de thèse a été concentré sur deux classes de composés : la première s'apparente à des astérisques moléculaires contenant un coeur benzénique persoufré, fonctionnalisé avec des unités périphériques aromatiques. Dans chaque cas, des groupes stériquement encombrants ont été greffés sur les unités aromatiques situées à la périphérie des molécules. Ces molecules offrent la capacité de fonctionner comme luminophore AIE (Emission Induite par l'Agrégation) à l'état solide ou dans des milieux à haute rigidité. La deuxième famille de molécule est basée sur la même géométrie en astérisque. Cependant, chaque ligand de cette série utilise des unités terpyridyles comme unité périphérique, capables d'interagir avec des métaux de transition comme le fer(III) et le zinc. Suite à la complexation du zinc les propriétés photophysiques peuvent être modulées en fonction de la rigidité du système. Enfin, on a synthetisé un troisième type de système qui a été obtenu par le remplacement du coeur benzénique des astérisques par une fonction pyrene polysoufrée, en conservant les mêmes unités périphériques. Ce composé a montré des propriétés photophysiques intéressantes mais aussi des capacités de coordinations vers les ions métalliques (Fe(III), Zn(II) et le Nd(III)), ce qui a permis la génération d'émission dans le domaine du proche infrarouge.


  • Résumé

    The aim of this thesis was the synthesis and photophysical characterization of some new polysulfurated aromatic compounds: this class of molecules can offer intriguing properties, potentially useful for the construction of new materials for optoelectronic devices. Two main families of compounds have been synthesized: the first is represented by a series of small molecular asterisks, with peripheral aromatic units, showing luminescence in solid phase or in highly rigid conditions. All compounds with peripheral substituents display an AIE behavior (Aggregation Induced Emission) with radiative deactivation of the triplet states. Taking inspiration from these smaller asterisks, a larger molecule with the same geometry has been designed, decorated with terpyridyl moieties as the outermost units: this compound shows great affinity for the coordination of several transition metal ions, changing luminescence properties after the interaction with zinc ions. With the same intentions, a tetrasulfurated pyrene-core molecule with terpyridyl external units has been synthesized and isolated: this ligand exhibits good coordination capabilities towards transition metal ions, giving rise to luminescent nanoaggregates upon addition of zinc(II), characterized by DLS and AFM microscopy. In addition a NIR emission is recorded after coordination of neodymium(III), showing evidence of an intramolecular energy transfer process.


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