New photochromic diarylethenes and photoswitching of optical and magnetic properties at a molecular scale

Nouveaux diaryléthènes photochromes et photo-commutation des propriétés optiques et magnétiques à l'échelle moléculaire

• Auteur / Autrice : Marion Giraud
• Direction : Pei Yu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Photochromisme

Commutation

Chimie de coordination

Optique non linéaire

Luminescence

Résonance paramagnétique électronique

Cuivre

Résumé

Ce travail présente la synthèse et la caractérisation de composés associant photochromisme et chimie de coordination dans le but d'élaborer des matériaux moléculaires à propriétés photomodulables. Les deux dernières décennies ont vu l'émergence d'un nouveau type de chimie des matériaux où l'on demande aux molécules briques d'être " intelligentes ". En cela le photochromisme a joué un rôle très important dans le développement de ces matériaux photosensibles. Des ligands pontants photochromes de type diaryléthène ont été synthétisés et utilisés pour la synthèse de complexes dinucléaires de Cu(II), Mn(II), Co(II), Ni(II) et Zn(II). Les études de Résonance Paramagnétique Electronique de certains de ces complexes ont montré sous irradiation (i) la modulation réversible des propriétés magnétiques de ces complexes, (ii) l'éjection réversible du métal de la cavité. En vue d'obtenir des systèmes plus complexants, plusieurs voies de fonctionnalisations des diaryléthènes ont été employées pour former des cavités à 4 ou 5 atomes donneurs et la stratégie de post-fonctionnalisation s'avère la plus efficace. Enfin, nous avons conçu des diaryléthènes optimisés pour la Génération de Seconde Harmonique et montré que l'on pouvait moduler l'activité en Optique Non Linéaire de ces composés par irradiation lumineuse.

This work deals with the syntheses and the characterisations of compounds which are at the crossing of both photochromism and coordination chemistry and whose properties are photo-switchable. These compounds have attracted many interest in the scientific world for they can potentially be used in optoelectronics and photonic devices. We report here on the syntheses and characterisations of chelating diarylethenes and their use as bridges between metallic centres. Dinuclear complexes have been obtained and the Electronic Paramagnetic Resonance investgations, mainly dedicated to the study of a Cu(II) dinuclear complex, have shown both the reversible changes in the magnetic properties of this complex and the reversible release of the metal ion in solution upon irradiation. A structure of a closed isomer of this compound has been obtained. Synthetic methods have been used to bind more chelating sites to the perfluorated core : the post-functionnalisation way has been the most successful of many attempts, leading to new diarylethenes with 4 or 5 donating atoms. Eventually, Non Linear Optics-designed compounds are also described and their luminescence and Second Harmonic Generation switching properties are also reported.