Soutenance de thèse de MOUROT Benjamin
Titre de thèse
Exploration de nouveaux chromophores dérivés de polyméthines couplées.
Exploration of new chromophores based on coupled polymethines.
Résumé de la thèse
Les applications contemporaines liées à la bio-photonique, à l'optique ou à la conversion de l'énergie solaire requièrent le développement de colorants du proche infrarouge (PIR). La préparation de telles molécules n'étant pas triviale, les colorants de la famille des polyméthines cyanines se sont démarqués par le passé du fait de voies d'accès relativement simples et de nombreuses possibilités d'ingénierie moléculaire. Dans ce contexte, ces travaux de thèse sont centrés sur l'exploration d'une nouvelle stratégie d'accès aux colorants PIR basée sur le couplage de deux sous-unités polyméthines au sein d'un même chromophore. Le premier chapitre introduit différentes stratégies pour la conception de colorants PIR puis présente le principe de couplage et établie un état de l'art exhaustif des polyméthines couplées de la littérature. Dans le second chapitre, la synthèse et l'investigation des propriétés optiques de polyméthines couplés zwitterioniques (CP1) élaborés autour d'un cœur résorcinol ont permis de rationaliser l'effet de l'extension de la sous-unité cationique. Le troisième chapitre comporte une étude similaire portant sur des systèmes dianioniques (CP2) et explorant l'effet de l'extension d'une sous-unité polyméthine anionique. Les chapitres quatre et cinq proposent une étude similaire sur de systèmes dicationiques (CP3) et zwitterioniques (CP4) conçus autour d'un cœur m-phénylènediamine. Le sixième chapitre propose enfin une approche des systèmes de types polyméthines couplées dissymétriques (CP5). Enfin, une conclusion générale est réalisée sur l'utilisation du principe de couplage au sein de systèmes π étendus, aboutissant sur des perspectives de cette thèse.
Thesis resume
Contemporary applications linked to bio photonics, optics or solar energy conversion require the development of near infrared (NIR) dyes. The preparation of such molecules being tedious, dyes from the polymethine and cyanine family have stood out in the past due to relatively simple access routes and numerous possibilities for molecular engineering. In this context, this thesis work focuses on the exploration of a new strategy for accessing NIR dyes based on the coupling of two polymethine subunits within the same chromophore. The first chapter introduces different strategies for the design of NIR dyes then presents the coupling principle and establishes an exhaustive state of the art of coupled polymethines within the literature. In the second chapter, the synthesis and investigation of the optical properties of zwitterionic coupled polymethines (CP1) developed around a resorcinol core made it possible to rationalize the effect of the extension of the cationic subunit. The third chapter includes a study on dianionic systems (CP2) and explores the effect of the extension of an anionic polymethine subunit. The fourth and fifth chapters offer a similar investigation on dicationic (CP3) and zwitterionic systems (CP4) designed around a m-phenylenediamine core. The sixth chapter then deals with an approach to systems of asymmetric coupled polymethine (CP5). Finally, a general conclusion is brought regarding the use of the coupling principle within π extended systems, together with potential perspectives on this work.