Dr. Sebastiano Guerra Séminaire de recherche 9 mars 2013

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1 Dr. Sebastiano Guerra Séminaire de recherche 9 mars 2013
Laboratoire de Chimie Macromoléculaire La chimie click au service des cristaux liquides : du concept à l’application Dr. Sebastiano Guerra Séminaire de recherche 9 mars 2013

2 Contenu Introduction La chimie click
Les dendrimères liquides-cristallins But du travail Partie A : Conception de dendrimères Janus. Partie B : Synthèse et caractérisation d’un nouveau dendrimère mésomorphe basé sur la chimie click : le poly(benzyltriazole). Partie C : Nouvelle méthodologie de greffage d’unités mésogéniques ou dendritiques sur des fullerènes et nanoparticules d’or via la chimie click. Conclusions Perspectives Sebastiano Guerra 9 mars 2013 2

3 Partie A : conception de dendrimères Janus.
Introduction La chimie click Les dendrimères liquides-cristallins But du travail Partie A : conception de dendrimères Janus. Partie B : Synthèse et caractérisation d’un nouveau dendrimère mésomorphe basé sur la chimie click : le poly(benzyltriazole). Partie C : Nouvelle méthodologie de greffage d’unités mésogéniques ou dendritiques sur des fullerènes et nanoparticules d’or via la chimie click. Conclusions Perspectives Sebastiano Guerra 9 mars 2013 3

4 Introduction (la chimie click)
K. B. Sharpless M. G. Finn 2001 Introduction du concept de chimie click H. C. Kolb, M. G. Finn, K. B. Sharpless, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004. V. V. Rostovtsev, L. G. Green, V. V. Fokin, K. B. Sharpless, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2596. F. Himo, T. Lovell, R. Hilgraf, V. V. Rostovtsev, L. Noodleman, K. B. Sharpless, V. V. Fokin, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 210. R. Huisgen Ere de la chimie click ! t 1963 Découverte de la cycloaddition 1,3-dipolaire. R. Huisgen, Angew. Chem. 1963, 75, 604. R. Huisgen, Angew. Chem. Int. Ed. 1963, 2, 565. R. Huisgen, Angew. Chem. Int. Ed. 1963, 2, 633. R. Huisgen, J. Org. Chem. 1976, 41, 403. 4 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

5 Réaction générale Cycle catalytique Sebastiano Guerra 9 mars 2013 5
F. Himo, T. Lovell, R. Hilgraf, V. V. Rostovtsev, L. Noodleman, K. B. Sharpless, V. V. Fokin, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 210. 5 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

6 Des dendrimères aux dendrimères liquides-cristallins
F. Vögtle 1978 E. Buhleier, W. Wehner, F. Vögtle, Synthesis, 1978, 155. F. Vögtle, G. Richardt, N. Werner, Dendrimer Chemistry Concept, Syntheses, Properties, Applications 2009. 6 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

7 La voie divergente Synthèse divergente : D. Tomalia 1979
+ 6 + 3 - 6 D. A. Tomalia, H. Baker, J. Dewald, M. Hall, G. Kallos, S. Martin, J. Roeck, J. Ryder, P. Smith, Polymer Journal, 1985, 17, 117. 7 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

8 La voie convergente Synthèse convergente : J. M. J. Fréchet
C. J. Hawker 1989 + 1/2 + 1/3 - C. J. Hawker, J. M. J. Fréchet, J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 7638. 8 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

9 Les dendrimères liquides-cristallins
Mésogènes en périphérie Dendron poly(arylester) cyanobiphényle de 2ème génération Dendromésogènes Dendron poly(benzyléther) de 2ème génération B. Dardel, D. Guillon, B. Heinrich, R. Deschenaux, J. Mater. Chem., 2001, 11, 2814. P. J. Farrington, C. J. Hawker, J. M. J. Fréchet, M. E. Mackay, Macromolecules, 1998, 31, 5043. V. Percec, W.-D. Cho, G. Ungar, D. J. P. Yeardley, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 1302. 9 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

10 Partie A : conception de dendrimères Janus.
Introduction La chimie click Les dendrimères liquides-cristallins But du travail Partie A : conception de dendrimères Janus. Partie B : Synthèse et caractérisation d’un nouveau dendrimère mésomorphe basé sur la chimie click : le poly(benzyltriazole). Partie C : Nouvelle méthodologie de greffage d’unités mésogéniques ou dendritiques sur des fullerènes et nanoparticules d’or via la chimie click. Conclusions Perspectives 10 Sebastiano Guerra 29 février 2012

11 But du travail Mise au point d’une nouvelle méthodologie de synthèse pour la conception de nouveaux composés macromoléculaires mésomorphes. Dendrimères Fullerènes dendronisés Nanoparticules d’or dendronisées Systèmes hybrides AuNP-C60 dendronisés 11 Sebastiano Guerra 29 février 2012

12 Partie A : conception de dendrimères Janus.
Introduction La chimie click Les dendrimères liquides cristallins But du travail Partie A : conception de dendrimères Janus. Partie B : Synthèse et caractérisation d’un nouveau dendrimère mésomorphe basé sur la chimie click : le poly(benzyltriazole). Partie C : Nouvelle méthodologie de greffage d’unités mésogéniques ou dendritiques sur des fullerènes et nanoparticules d’or via la chimie click. Conclusions Perspectives 12 Sebastiano Guerra 29 février 2012

13 Premiers pas ! But : conception de dendrimères symétriques et Janus par couplage click (réactions tests). 13 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

14 Molécules cibles 1 2 14 Sebastiano Guerra 29 février 2012

15 Synthèse Poly(benzyléther)
Génération 0 Génération 1 V. Percec, W.-D. Cho, M. Möller, S. A. Prokhorova, G. Ungar, D. J. P. Yeardley, J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 4249. V. Percec, W.-D. Cho, G. Ungar, J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, V. Percec, W.-D. Cho, G. Ungar, D. J. P. Yeardley, Angew. Chem. Int. Ed., 2000, 39, 1597. V. Percec, W.-D. Cho, G. Ungar, D. J. P. Yeardley, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 1302. 15 Sebastiano Guerra 29 février 2012

16 Synthèse Poly(benzyléther)
Génération 2 16 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

17 Synthèse Poly(arylester)
Génération 0 Coeur B. Dardel, D. Guillon, B. Heinrich, R. Deschenaux, J. Mater. Chem., 2001, 11, 2814. 17 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

18 Synthèse Poly(arylester)
Génération 1 Génération 2 18 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

19 Synthèse Poly(arylester)
Génération 2 19 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

20 Synthèse Précurseurs 20 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

21 Synthèse Précurseurs 21 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

22 Synthèse Précurseurs Symétriques Janus Sebastiano Guerra 9 mars 2013
22 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

23 Synthèse « Symétrique »
23 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

24 Synthèse « Janus » 24 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

25 Caractérisations 25 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

26 Propriétés mésomorphes
1 2 Cr → SmA : 52 °C SmA → N : 183 °C N → I : 189 °C Cr → Colh : 43 °C Colh → SmA : 80 °C SmA → I : 151 °C t = 178 °C t = 185 °C t = 65 °C t = 130 °C 26 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

27 Organisation supramoléculaire
Température Cr Colh SmA I n Organisation Colh Organisation « intermédiaire » Organisation SmA 27 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

28 Partie A : conception de dendrimère Janus.
Introduction La chimie click Les dendrimères liquides cristallins But du travail Partie A : conception de dendrimère Janus. Partie B : Synthèse et caractérisation d’un nouveau dendrimère mésomorphe basé sur la chimie click : le poly(benzyltriazole). Partie C : Nouvelle méthodologie de greffage d’unités mésogéniques ou dendritiques sur des fullerènes et nanoparticules d’or via la chimie click. Conclusions Perspectives 28 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

29 Synthèse par click d’un dendrimère
29 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

30 Molécules cibles 3 4 30 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

31 Synthèse Coeur Génération 1 Sebastiano Guerra 9 mars 2013 31
A. R. Katritzky, S. K. Singh, N. K. Meher, J. Doskocz, K. Suzuki, R. Jiang, G. L. Sommen, D. A. Ciaramitaro, P. J. Steel, ARKIVOC, 2006, v, 43. 31 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

32 Synthèse Génération 2 32 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

33 Synthèse 33 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

34 Caractérisations Sebastiano Guerra 9 mars 2013 34 G0-C≡CH G1-OH

35 Caractérisations 35 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

36 Propriétés mésomorphes
3 4 G → Colh : 38 °C Colh → I : non détecté G → SmA : 36 °C SmA → I : 190 °C T = 115 °C T = 180 °C 36 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

37 Partie A : conception de dendrimères Janus.
Introduction La chimie click Les dendrimères liquides-cristallins But du travail Partie A : conception de dendrimères Janus. Partie B : Synthèse et caractérisation d’un nouveau dendrimère mésomorphe basé sur la chimie click : le poly(benzyltriazole). Partie C : Nouvelle méthodologie de greffage d’unités mésogéniques ou dendritiques sur des fullerènes et nanoparticules d’or via la chimie click. Conclusions Perspectives 37 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

38 Greffage par click de dendrons sur des cœurs rigides
38 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

39 Exemples 5 6 Sebastiano Guerra 9 mars 2013 39
S. Mischler, S. Guerra, R. Deschenaux, Chem. Commun., 2012, 48, 2183. 39 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

40 Propriétés mésomorphes
5 6 G → Colh : non détecté Colh → I : 160 °C G → SmA : 90 °C SmA → I : 145 °C T = 107 °C T = 116 °C 40 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

41 Organisation supramoléculaire
5 41 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

42 Partie A : conception de dendrimères Janus.
Introduction La chimie click Les dendrimères liquides-cristallins But du travail Partie A : conception de dendrimères Janus. Partie B : Synthèse et caractérisation d’un nouveau dendrimère mésomorphe basé sur la chimie click : le poly(benzyltriazole). Partie C : Nouvelle méthodologie de greffage d’unités mésogéniques ou dendritiques sur des fullerènes et nanoparticules d’or via la chimie click. Conclusions Perspectives 42 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

43 Conclusions Mise en place d’une méthodologie efficace :
Dendrimères liquides-cristallins Nouvelle famille de dendrons (PBT) Couplages élégants de dendrons pour l’obtention de macromolécules contenant du C60 ou des AuNPs : Obtention d’hexa-adduits dendronisés ayant un comportement colonnaire Obtention de AuNPs lamellaires Avenir prometteur pour cette réaction dans l’élaboration de systèmes moléculaires géants. 43 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

44 Partie A : conception de dendrimères Janus.
Introduction La chimie click Les dendrimères liquides-cristallins But du travail Partie A : conception de dendrimères Janus. Partie B : Synthèse et caractérisation d’un nouveau dendrimère mésomorphe basé sur la chimie click : le poly(benzyltriazole). Partie C : Nouvelle méthodologie de greffage d’unités mésogéniques ou dendritiques sur des fullerènes et nanoparticules d’or via la chimie click. Conclusions Perspectives 44 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

45 Perspectives Conception d’un système hybride AuNP-C60 présentant un comportement mésomorphe. Conception d’un matériau photosensible auto-organisé. hn TE 45 Sebastiano Guerra 9 mars 2013

46 Merci pour votre attention !!
Prof. Dr. Robert Deschenaux Dr. Sylvain Mischler Dr. Julien Furrer Dr. Armelle Vallat Dr. Jean-François Nierengarten Dr. Julien Iehl Prof. Dr. Virgil Percec 46 Sebastiano Guerra 9 mars 2013