Berville_Mathilde_2015_ED222.p

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES CHIMIQUES
Institut de Chimie, UMR 7177
THÈSE présentée par :
Mathilde BERVILLE
soutenue le : 17 novembre 2015
pour obtenir le grade de : Docteur de l’université de Strasbourg
Discipline/ Spécialité : Chimie
Radicaux -conjugués pour la
construction et le contrôle redox
d’assemblages moléculaires
THÈSE dirigée par :
M. WEISS Jean Directeur de recherches, Université de Strasbourg
Mme WYTKO Jennifer Chargée de recherches, Université de Strasbourg
RAPPORTEURS :
M. SALLÉ Marc Professeur, Université d’Angers
M. SIRI Olivier Directeur de recherches, Université d’Aix-Marseille
AUTRES MEMBRES DU JURY :
M. LEZNOFF Daniel Professeur, Simon Fraser University
.
UNIVERSITÉ DE STRASBOURG

Remerciements
singulière de « porphyrinistes » qui voulaient faire des
viologènes. En attendant que les viologènes deviennent la spécialité du labo, je souhaite
trois ans. Votre disponibilité 
thématique dans un laboratoire.
Merci au Docteur Jennifer Wytko pour ton encadrement et ton soutien. Ton calme et
scientifiques acharnées. De par ton instinct maternel débordant tu as endossé bon nombre de
responsabilités : en complément de manip, en administratif rebutant, et en provisions de
biscuits.
-encadré mon travail. La porte de ton bureau
inlassablement              
solutions, un interlocuteur. Je retiens que tu m
whisky et parfois la chimie.
Je remercie également le Professeur Daniel Leznoff, le Professeur Marc Sallé et le
Docteur Olivier Siri pour avoir accepté de juger mon travail.
 la Recherche pour le soutien du projet PRIMO et le
financement de cette thèse.
Mes remerciements vont aussi aux autres membres du laboratoire. Aurore : je ne garde
que de bons souvenirs de ton passage au laboratoire, des fous rires et des conversations
interminables. Romain : votre exigence maintient     
maintiennent le sens de la répartie ; merci pour tout ce que vous avez dit que vous auriez dû
taire et tout ce que vous avez tu que auriez dû dire. Christophe : ta maîtrise experte des
  peut-         -Noëlle :
fructueuses. Je remercie donc tous les collaborateurs ; en particulier, pour les analyses

  Boudon et Laurent Ruhlmann qui ont prouvé avec talent que le
bonheur peut être au bout du couloir.
teur Julien (mon héros il a trouvé du
boulot), Thomas, et Hervé (copain clopeur), ainsi que les post doc et stagiaires qui sont passés
au laboratoire.
, Jean-Daniel et Lionel du service
commun de RMN ; à Lydia et Corinne pour les analyses par diffraction des rayons X ; et à
Hélène, Mélanie et Stéphanie du service commun de spectrométrie de masse.
Un grand merci à Agnès pour son amabilité et pour son efficacité avec la paperasse
administrative.
Merci à ma famille en particulier ma mère, Véronique, Pierre et surtout Adelind qui a
Merci à tous ceux qui ont partagé avec moi les déboires et les joies de huit années de
vie estudiantine.

Sommaire
Liste des abréviations .......................................................................................... 1
Introduction générale .......................................................................................... 2
Chapitre I : Introduction .................................................................................... 4
I-1. Généralités sur la structure et les interactions des radicaux -conjugués ............. 4
I-2. Les -mères ........................................................................................................... 7
I-2.1. Le phénomène de -mérisation ............................................................................. 7
I-2.2. Caractérisation des -mères .................................................................................. 8
I-3. Les -dimères ...................................................................................................... 12
I-3.1. Description du phénomène de -dimérisation .................................................... 12
I-3.2. Caractérisation des -dimères ............................................................................. 13
I-4.    -mères et  -
dimères. ............................................................................................................... 17
I-5.  ............................................. 18
I-5.1. Interactions intramoléculaires ............................................................................. 18
I-5.2. Interaction intermoléculaire ................................................................................ 24
I-6. Synopsis et objectifs............................................................................................ 35
Chapitre II : Synthèse de dérivés de viologènes pour l’auto-
assemblage d’architectures bistables. ..................................... 37
II-1. Introduction ......................................................................................................... 37
II-2.  .................................................. 39
II-2.1. Synthèse de bipyridines substituées .................................................................... 39
II-2.2. Alkylation de bipyridine en viologène ................................................................ 47
II-2.3. Synthès .............................................................................. 51
II-2.4. Synthèse de bis-diaryles viologènes ................................................................... 55
II-3. Conclusion et perspective ................................................................................... 58

Chapitre III : Synthèse de bis-viologènes cycliques pour le contrôle
redox de mouvements moléculaires ........................................ 59
III-1. Introduction ......................................................................................................... 59
III-2. Synthèse de bis-viologènes cycliques ................................................................. 60
III-2.1. Cyclisation à partir de dérivés alkyles bromés .................................................... 60
III-2.2. Cyclisation par la réaction de Zincke .................................................................. 66
III-3. Les bis- ................................................... 68
III-3.1. Structure des cyclophanes oxydés et réduits ....................................................... 68
III-3.2.  ................................................................. 78
III-4. Études en solution des bis-viologènes cycliques ................................................ 85
III-4.1. Comportement des bis-viologènes en solution ................................................... 85
III-4.2. -viologènes cycliques en solution ........................ 93
III-5. Conclusion .......................................................................................................... 96
IV. Conclusion générale .................................................................................... 97
V. Experimental part ....................................................................................... 99
V-1. General methods and materials ........................................................................... 99
V-2. Experimental procedure section ........................................................................ 102
Liste des figures et tableaux ........................................................................... 149
Références bibliographiques .......................................................................... 156