Conception et synthèse de la partie active d'un moteur moléculaire rotatif

Design and synthesis of the active part of a rotary molecular motor

• Auteur / Autrice : Alexandre Carella
• Direction : Jean-Pierre Launay, Gwénaël Rapenne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organo-minérale
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molécule unique

Ruthénium

Synthèse (chimie)

Ligands

Mots clés libres

Moteur moléculaire

Couplage croisé

Ligand cyclopentadiènyle

Scorpionate

Ruthénium

Molécule unique

Résumé

Dans le domaine des NanoSciences, la synthèse d'un moteur monomoléculaire rotatif reste, à ce jour, un défi à relever. Un moteur moléculaire rotatif est une molécule qui, de manière continue, transforme une énergie en travail via un mouvement de rotation unidirectionnel contrôlé. Nous avons décidé de synthétiser un moteur moléculaire à énergie électrique adapté à une étude en tant que molécule unique, déposée sur une surface entre les électrodes d'une nanojonction, par microscopie à sondes locales. Ce sera un complexe de ruthénium comprenant une partie fixe (stator), un ligand trisindazolyborate fonctionnalisé pour interagir avec les surfaces d'étude et une partie mobile (rotor) constitué d'un ligand cyclopentadiényle qui possèdera des bras espaceurs terminés par des groupements électroactifs. Le rôle des groupements électroactifs sera de transférer les électrons d'une électrode à l'autre et de convertir l'énergie électrique fournie en mouvement de rotation de l'ensemble du rotor.

In the field of nanosciences, the conception and the construction of a molecular motor at the nanometric scale is a conceptual and synthetic challenge. A molecular motor is a molecule which can transform energy into an unidirectional movement. We decided to synthesized a molecular motor electrically addressed, designed to be studied as a single molecules between the electrodes of a nanojunction by near field microscopy. It will be a ruthenium organometallic complex bearing two different ligands which would act as a rotor and a stator. The stator is an hydrotrisindazolylborate ligand with a tripodal shape which have been functionalized to interact strongly with oxide surface currently used in AFM experiments. The rotor is a cyclopentadienyl ligand connected to five electroactive group by linear and rigid arms. Electroactive group will transfer electrons from the cathode to the anode and convert the electrical energy into an rotational motion of the rotor.