Towards dynamic multirotaxanes: a nanopress to mimic the activity of molecular chaperones

Le travail présenté ici s’inscrit dans le domaine des machines moléculaires (nanotechnologie) et dans celui de la chimie topologique. Des motifs bis-bipyridine basés sur la 4,7-phénathroline, sont utilisés comme ligands bis-bidentates pour deux centres métalliques (Cu (I)). Ils sont utilisés comme axes dans l’assemblage de caténanes et de rotaxanes en combinaison avec des macrocycles synthétisés par Julien Frey et Valérie Heitz, contenant un motif 1,10-phénanthroline (chélate). Un [4]pseudorotaxane (RX) ainsi qu’un [3]caténane contenant deux axes et deux bis-macrocycles sont synthétisés. En combinaison avec deux macrocycles auxquels sont accrochés deux porphyrines de Zn(II) et grâce à l’effet template du Cu(I), un [3]rotaxane (press moléculaire) est obtenu et étudié sous sa forme métallée (comprimée) et sa forme démétallée (relaxée). La compression d’une molécule invitée est étudiée. Des terpyridines sont synthétisées afin de les accrochées sur les extrémités de l’axe bis-bidentate.The work presented in this thesis belongs to the field of chemical topology as well as to the domain of molecular machines (nanotechnology). 4,7-phenanthroline based bis-bipyridine ligands are used as bis-chelate ligands for two copper(I) metal centres. They were used as threads to assemble catenanes and rotaxanes in combination with macrocycles, synthesised by Julien Frey and Valérie Heitz containing a 1,10-phenanthroline chelate. A [4]pseudorotaxane (crystal structure) as well as a [3]catenane containing two threads and two bis-macrocycles were obtained. In combination with two macrocylces, each one attached to a Zn(II)-porphyrin and by using the copper(I) template effect, a [3]rotaxane (molecular press) was synthesized and studied in its metallated (contracted) form and in its demetallated (relaxed) situation. Compressing a guest molecule was also studied. Different terpyridines were synthesised in order to be linked to the endings of the bis-bipyridine axle