Synthèse et étude des systèmes à base de viologène : des assemblages redox-actifs à l'analyse des réseaux hors équilibre

Cette thèse de doctorat élargit le champ des systèmes supramoléculaires contrôlés par des stimuli d’oxydoréduction à base de viologènes selon trois axes complémentaires : (i) l’augmentation de la complexité structurale par la conception et la synthèse de structures multitopiques, (ii) le développement d’une approche permettant de calculer l’asymétrie cinétique dans des réseaux réactionnels chimiques multi-cycle, (iii) l’intégration de stimuli chimiques orthogonaux en parallèle du contrôle d’oxydoréduction classique des interactions radical–radical. Concernant (i), cette thèse enrichit la diversité structurale du macrocycle bien établi cyclobis(paraquat-p-phénylène), en générant des molécules multifonctionnelles portant plusieurs macrocycles ; cette étude a mis en évidence des défis spécifiques à relever pour développer des structures étendues hors équilibre. Concernant (ii), ce travail introduit un cadre analytique général pour calculer l’asymétrie cinétique dans des réseaux multi-cycle, alors que ce calcul n’était jusqu’ici possible que dans des réseaux mono-cycle ; cette analyse ouvre la voie à l’évaluation de l’asymétrie cinétique dans des réseaux plus complexes, tels que ceux qui caractérisent les moteurs moléculaires biologiques. Enfin, concernant (iii), la thèse démontre un système hôte–invité où les interactions radical–radical à base de viologènes peuvent être interrompues par une coupure sélective de la liaison acrylate — une transformation chimiquement réversible qui permet une régulation orthogonale des interactions radical–radical, en plus des stimuli d’oxydoréduction. Dans l’ensemble, cette thèse élargit le champ de la chimie supramoléculaire redox, en étendant ses dimensions structurelles, mécanistiques et fonctionnelles.