Foldamères aromatiques en feuillet-β : conception, auto-assemblage, et utilisation en électronique supramoléculaire

Au cours des dernières décennies, les chimistes, ont développé diverses structures moléculaires repliées, appelé foldamères, s’inspirant des structures secondaires des biomolécules, telles que les hélices et les feuillets. Ces foldamères sont des objets artificiels qui se replient en une conformation compacte stabilisée par des interactions non covalentes. Cette thèse porte sur la conception, l’auto-assemblage de foldamères oligoamides aromatiques se structurant en feuillet, ainsi que leur utilisation en électronique supramoléculaire. Dans une première partie, l’introduction d’un élément photosensible dans un foldamères a permis le contrôle des propriétés conductrices de celui-ci. Des unités de diazaanthracène photosensibles ont été incorporées dans le squelette du foldamère. Il a été démontré que leur photocycloaddition [4 + 4] induite par la lumière perturbait l’organisation moléculaire, entraînant une modification de la conductance des foldamères immobilisés sur une surface. La commutation réversible a été observée par des cycles d'irradiation/chauffage. Dans une deuxième partie, quatre macrocycles à formes persistantes, composés de deux unités diazaanthracène différentes et de deux coudes en forme de U ont été conçus et synthétisés. Les structures cristallines obtenues ont d, montré un repliement bien défini par empilement aromatique et liaisons hydrogène. Dans une troisième et dernière partie, l'auto-assemblage des feuillets β par intercalation ont ete étudié en solution par RMN et dans le solide par diffraction des rayons X. Il a été démontré que l’association des brins en dimères dépendait de la composition et de la séquence des brins.During the past few decades, inspired by biomolecules chemists have developed various synthetic folded molecular architectures such as helices and sheets, named foldamers. Foldamers are artificial objects that fold into compact conformations stabilized by noncovalent interactions. This thesis focuses on the design, the self-assembly of β-sheet aromatic oligoamide foldamers and their use in supramolecular electronics. In the first part, light-controlled conductive switch of aromatic foldamers grafted on surface was reported. Photoresponsive diazaanthracene units were incorporated into the foldamer backbone. Light-triggered [4 + 4] photocycloaddition was found to disturb the molecular organization, thus leading to a switch in the foldamer conductance. Reversible switching was achieved by irradiation/heating cycles. In the second part, four shape-persistent macrocycles composed of two different diazaanthracene units and two different U-shaped turn units were designed and synthesized. Single crystal X-ray structures revealed their well-defined -stacked folded pattern and rigid conformations. In the third and last part, tweezer-type self-assembly of aromatic β-sheets composed of several diazaanthracene units was investigated using NMR spectroscopy and X-ray diffraction analysis. It was demonstrated that the dimerization constants of the β-sheets depend on the composition and the sequence of each strand