Interactions électroniques et magnétiques dans des dimères de porphyrines et nouveaux complexes de cuivre(I) luminescents

Electronic and magnetic interactions in porphyrin dimers and new luminescent copper(I) complexes

• Auteur / Autrice : Jordan Appleton
• Direction : Sylvie Choua, Romain Ruppert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 02/12/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Marine Desage-El Murr
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Oliver Wenger
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Carole Duboc, Fabrice Odobel
• DOI : 10.70675/26d544a9z4f0az427bzb663z363897101477

Mots clés

Mots clés contrôlés

Porphyrines

Synthèse (chimie)

Dimères

Propriétés électroniques

Propriétés magnétiques

Complexes de cuivre

Mots clés libres

Porphyrines

Cuivre(I)

Phénanthroline

Chimie de coordination

RPE

Photochimie

Électrochimie

Études STM

Calculs DFT en français

Porphyrins

Copper(I)

Phenanthroline

Coordination chemistry

EPR

Photochemistry

Electrochemistry

STM studies

DFT calculations

Résumé

La synthèse de dimères de porphyrines reliées par des cations métalliques a été effectuée. Les propriétés électroniques et magnétiques de ces dimères ont été comparées à celles des monomères. Des études électrochimiques, de spectroscopie électronique et de résonance paramagnétique électronique (RPE) ont permis de mettre en évidence les facteurs influençant l’ampleur de la communication électronique et/ou magnétique entre les sous-unités. Des études RPE plus poussées, pour démontrer les applications de ces composés dans le domaine des qubits, ont été réalisées. Finalement, des porphyrines monomères et dimères comportant des chaînes alkyles ont été autoassemblées à l’interface solide/liquide et ont conduit à des structures régulières de très grandes dimensions qui ont été visualisées à l’aide de techniques STM (microscopie à effet tunnel). Le second projet a concerné la synthèse de phénanthrolines et leur utilisation pour former des complexes stables de cuivre(I). Différentes approches ont été utilisées pour étudier ces photosensibilisateurs : électrochimie, spectroscopie électronique, fluorescence, diffraction des rayons X et calculs DFT.

The synthesis of porphyrin dimers linked by a metal cation has been carried out. The electronic and magnetic properties of these dimers have been compared with the properties of the porphyrin monomers. Electrochemical studies, electronic spectroscopy and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy have shown the influential factors that maximise electronic and/or magnetic communication between the two porphyrin moieties. Further EPR studies with pulsed EPR techniques showed a potential application in the field of qubits. Finally, porphyrin monomers and dimers with alkyl chains self-assembled at a solid/liquid interface formed large motifs that were visualised with STM (Scanning Tunneling Microscopy) techniques. For the second project, phenanthroline ligands were synthesised and used to form stable copper(I) complexes. A wide variety of techniques were utilised in order to determine the optical properties of these photosensitisers : electrochemistry, electronic spectroscopy, fluorescence, X-ray crystallography and DFT calculations.