La formation par la recherche

Intitulé de la thèse - Exploitation de la plateforme moléculaire diméthyldihydropyrène pour le photochromisme, la production et le stockage de dioxygène singulet. Corrélations photostructurales.

Les progrès technologiques récents ont permis d’éradiquer certaines maladies, d’allonger l’espérance de vie, de se déplacer plus facilement ou encore de communiquer sans difficultés avec le reste du monde. Dans une société où la conscience écologique est aujourd’hui omniprésente, le développement de systèmes dits « intelligents » basés sur l’utilisation de molécules et notamment les composés photochromes, dont les propriétés peuvent être modulées par irradiation lumineuse, parait particulièrement attrayant. En effet, la lumière est un stimulus très respectueux de l’environnement, facilement modulable, et peu coûteux. Les photochromes sont des molécules capables d’osciller réversiblement entre au moins deux états stables sous l’action de la lumière. Ces composés sont capables de contrôler diverses fonctions et propriétés de dispositifs et matériaux. L’utilisation la plus connue de ce type de composés est sans aucun doute dans le domaine de l’optique, avec les lunettes photochromiques qui sont capables de changer de teinte selon la luminosité de l’environnement. Aujourd’hui, ces composés peuvent être des éléments clefs pour répondre à des problématiques dans les domaines de l’énergie, de l’électronique, de la microscopie et aussi pour le milieu médical. Toutefois, si un large éventail de ces composés a été développé, la plupart de ces molécules requièrent l’utilisation de lumière UV pour fonctionner. Ce type de rayonnement, très énergétique, est souvent incompatible avec le développement d’applications dans la science des matériaux, de l’électronique et surtout dans le domaine des sciences du vivant.

Cette thèse s’est intéressée à des molécules photochromes présentant des caractéristiques attractives comme une photoconversion quantitative sous l’effet de la lumière rouge mais également leur capacité à convertir le dioxygène de l’air vers une forme très réactive (dioxygène singulet, 1O2) qui présente un intérêt important notamment pour le domaine de la photothérapie (thérapie de pathologies oncologique par la lumière). Cette thèse s’est divisé en trois grands axes : I) la fabrication de nouvelles architectures moléculaires photochromes performantes, II) la détermination des propriétés de ces systèmes et III) l’exploitation de ces composés photochromes pour des applications en photothérapie et pour la science des matériaux. Ce travail pluridisciplinaire a nécessité la préparation des composés par synthèse organique et leur caractérisation spectroscopique. Ces études ont aussi été complétées par des calculs théoriques.

Mots clés : photochromisme, diméthyldihydropyrène, synthèse organique, spectroscopie, SF-TD-DFT, dioxygène singulet

École doctorale : ED CSV – Chimie et Sciences du Vivant
Laboratoire d’accueil : Département de Chimie Moléculaire (DCM - UGA/CNRS)
Direction de thèse : Guy ROYAL et Frédérique LOISEAU

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