Journées de la Division de Chimie de Coordination Design et Synthèse d’un Moteur Moléculaire incorporant des Fragments Isolants Guillaume Vives Directeurs.

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1 Journées de la Division de Chimie de Coordination Design et Synthèse d’un Moteur Moléculaire incorporant des Fragments Isolants Guillaume Vives Directeurs de Thèse : Gwénaël Rapenne et Jean-Pierre Launay Toulouse 4 avril 2006

2 Images STM sur Cu (100) Calculs ESQC Immobile En rotation ROTATION DU DECACYCLENE Un rotor non directionnel hexa-tert-butyl decacyclene C. Joachim et al., Science 1998, 281, 531

3 PRINCIPLE DU MOTEUR ROTATIF Comportement vouluMécanisme à minimiser (Rotation d’un cinquième de tour) A. Carella, G. Rapenne, J.-P. Launay, New J. Chem. 2005, 29, 288

4 DESIGN  Stator : Ligand Tripodal fonctionnalisé pour s’accrocher à une surface  Rotor : Cp avec cinq bras rigides terminés par des groupements éctroactifs (GE)  Espaceurs isolants pour empêcher des transferts d’électron intramoléculaires  Rotule : Atome Métallique Quatre parties :

5 MOLECULE CIBLE  Stator : Hydrotris(indazolyl)borate  Rotor : Cp substitué terminé par des ferrocenyls  Isolant : complexe trans Pt(II)  Rotule : Atome de Ruthenium

6 ROLE ISOLANT DU PLATINE - Etude électrochimique E 1/2 (1) (V/ECS) E 1/2 (2) (V/ECS)  E 1/2 (mV) 1 0,580,68~ 100 2 0,320,40~ 80 1 2

7 ROLE ISOLANT DU PLATINE - Etude Spectoélectrochimique 1 2 Formule de Hush : 1 : V ab = 0,036 eV 2 : V ab = 0,025 eV Paramètre de couplage électronique : - Etude Théorique Méthode de l’éclatement du dimère V ab /3 avec Pt

8 STRATEGIES DE SYNTHESE

9 SYNTHESE DU CENTRE ORGANOMETALLIQUE

10 CONNEXION Synthèse du fragment Pt : Connexion : G. Vives, A. Carella, G. Rapenne, J.-P. Launay, Chem. Commun., accepté

11 CARACTERISATIONS 1 H RMN (CD 2 Cl 2 ) 500 MHz 31 P RMN 195 Pt { 31 P} RMN J Pt-P (trans) = 2374 Hz

12 CARACTERISATIONS Electrochimie : CV : CH 2 Cl 2, n Bu 4 PF 6 0.1 M, 100 mV.s -1 E 1/2 (V/ECS)FeRu 0.310.60 0.520.82

13 STATOR FONCTIONALISE POUR SURFACE D’OXYDE Synthèse du ligand : Complexe modèle : A. Carella, G. Vives, T. Cox, J. Jaud, G. Rapenne, J.-P. Launay, Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 980

14 PREMIER MOTEUR MOLECULAIRE

15 PERSPECTIVES

16 REMERCIEMENTS Groupe NanoSciences (CEMES) – Alexandre Carella – Stéphanie Sistach – Gwénaël Rapenne – Jean Pierre Launay – Christine Viala LCC – Christine Lepetit Service commun de RMN et de Masse Service Rayon X CEMES (J. Jaud)

17 SYNTHESE DU CENTRE ORGANOMETALLIQUE KTIB

18 CONNEXION DES BRAS AVEC LE COEUR

19 ROLE ISOLANT DU PLATINE Optimisation de géométrie par DFT (BP86 / 6-31 G**)

20 ROLE ISOLANT DU PLATINE Calcul du Vab : Méthode de l’éclatement du dimère Recouvrement des orbitales 3d du fer avec le ligand ComposéE 3d (Fe)E(u)E(g)  E (eV) V ab (eV) 1-10,500-10,767-10,9030,1360,068 1-11,000-11,117-11,2720,1550,077 1-11,500-11,390-11,6490,2590,129 2-10,500-10,849-10,8130,0360,018 2-11,000-11,231-11,1860,0450,022 2-11,500-11,522-11,6120,0900,045 Energies des orbitales et V ab de 1 et 2 en fonction de l’énergie des orbitales 3d du fer ~ V ab /3 avec Pt Optimisation de géométrie par DFT (BP86 / 6-31 G**)