Synthesis and photophysical study of cation-responsive and photoactive supramolecules based on “Click” triazole and azacrown moieties

par Yibin Ruan

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Isabelle Leray.

Le président du jury était Clotilde Policar.

Le jury était composé de Stéphane Aloïse, Juan Xie.

Les rapporteurs étaient Jérôme Chauvin, Frédéric Fagès.

  • Titre traduit

    Synthèse et étude photophysiques de supramolécules photoactives et de senseurs de cations basées sur des triazoles et azacouronnes


  • Résumé

    Ce travail porte sur la synthèse et l'étude photophysique des molécules fluorescentes, visant à construire de nouveaux capteurs chimiques pour la détection sélective des ions métalliques importants en biologie ou pour l’environnement. Une série de fluoroionophores contenant le motif triazole et différents fluorophores ont été utilisés pour étudier les fonctions du groupe triazole dans les senseurs chimiques. Nos études photophysiques de ces ligands complexants démontrent que le triazole pourrait contribuer dans le cadre de fluorophores conjugués, comme les sites de complexation de métal ou de linkers. Plusieurs senseurs chimiques sélectifs ont été successivement mis au point pour la détection du Cu2+ ou du Hg2+. En incorporant le fluorophore dansyle sur calix[4]bisazacrown, une nouvelle capteur chimique de potassium a été construit. Un sulfonate fluorescente calix [4] bisazacrown a été conçu et synthétisé pour la détection sélective et ratiométrique de l’aluminium dans une solution tampon de lutidine à pH 6,0 avec une sensibilité satisfaisante. Enfin, nous avon cherché à réaliser une modulation de la complexation de cation par la redistribution de charge photoinduite à l'état excité. Deux motifs de liaison sur la base de fullerène et de pyridinium bétaïne ont été conçus à cet effet. Les résultats préliminaires ont mis en évidence un effet de type PET dans les composés à base de fullerène et les composés à base de pyridinium betaine sont trés prometteur dans la translocation de cation.


  • Résumé

    This work deals with the synthesis and photophysical study of fluorescent molecules, aiming to construct new chemical sensors for the selective detection of environmentally or biologically important metal ions. A series of fluoroionophores consisting of triazole moiety and different fluorophores was utilized to investigate the functions of triazole group in chemosensors. Our comprehensively photophysical and complexing studies of these ligands demonstrated that triazole groups could contribute as part of conjugated fluorophores, as metal binding sites or linkers. Several selective chemosensors were successively developed for the detection of Cu2+ or Hg2+. By incorporating dansyl fluorophore into calix[4]bisazacrown, a new potassium chemosensor was constructed. A sulfonate fluorescent calix[4]bisazacrown was created for the selective and ratiometric detection of Al3+ in lutidine buffer solution at pH 6.0 with a satisfying sensitivity. Finally, we aim to realize modulation of cation binding through the photoinduced charge redistribution in the excited state. Two binding motifs based on fullerene and betaine pyridinium were designed for this purpose. Preliminary results demonstrated that PET in fullerene might be not suitable but pydinium betaine hold great potential in the cation translocations.


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