Field-Induced Dysprosium Single-Molecule Magnet Based on a Redox-Active Fused 1,10-Phenanthroline-Tetrathiafulvalene-1,10-Phenanthroline Bridging Triad

Tetrathiafulvalene and 1,10-phenanthroline moieties present, respectively remarkable redox-active and complexation activities. In this work, we investigated the coordination reaction between the bis(1,10-phenanthro[5,6-b])tetrathiafulvalene triad (L) and the Dy(hfac)3·2H2O metallo precursor. The resulting {[Dy2(hfac)6(L)]·CH2Cl2·C6H14}3 (1) dinuclear complex showed a crystal structure in which the triad L bridged two terminal Dy(hfac)3 units and the supramolecular co-planar arrangement of the triads is driven by donor-acceptor interactions. The frequency dependence of the out-of-phase component of the magnetic susceptibility highlights three distinct maxima under a 2000 Oe static applied magnetic field, a sign that 1 displays a Single-Molecule Magnet (SMM) behavior with multiple magnetic relaxations. Ab initio calculations rationalized the Ising character of the magnetic anisotropy of the DyIII ions and showed that the main anisotropy axes are perpendicular to the co-planar arrangement of the triads. Single-crystal rotating magnetometry confirms the orientation of the main magnetic axis. Finally combining structural analysis and probability of magnetic relaxation pathways through Quantum Tunneling of the Magnetization (QTM) vs. excited states (Orbach), each DyIII center has been attributed to one of the three observed magnetic relaxation times. Such coordination compound can be considered as an ideal candidate to perform redox-magnetic switching

Synthèse et étude de systèmes mutlichromophoriques à base de Bodipy

This work deals with the synthesis and the study of multichromophoric systems, based on Bodipy which is known for its oustanding emission properties (high &#61541- and values, ) and for both, its donating and withdrawing electronic characteristics. Our goal is to couple the fluorophore to other(s) chromophore(s) sensitive to a specific stimulus, to modulate the Bodipy’s emission. The first part, a bibliographic report, focuses on the various ways to functionalize the Bodipy core and discusses their influence on its spectroscopic properties. The second section aims at describing, first, the emission shift by extension of the core conjugation via a new Knœvenagel type reaction. DFT calculations will support experimental facts. It also focuses on external modulation factors such as disaggregation of Bodipy in aqueous media and anion chelation. The third chapter is fully devoted to the possibility of controlling the fluorescence properties by modification of the counter-chromophore “redox” state (so called electrofluorochromism). To that, two chromophores are used: the s-tetrazine and the ferrocene. Final section gathers the preliminary results of coupling reaction of photochromic species with Bodipy, in order to photocommutate its photophysics properties. Synthetic issues are largely discussed so as to highlight some general synthetic pathways that one needs to follow to succeed.Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur la synthèse et l’étude des propriétés spectroscopiques de systèmes multichromophoriques à base de Bodipy, fluorophore choisi pour ses propriétés émissives remarquables (&#61541-&#61472-et élevés, ) et pour son aptitude à donner et accepter les électrons. Notre objectif est de contrôler sa luminescence par association à un ou plusieurs chromophores de nature variée et répondant à des stimuli déterminés. L’exposé est divisé en quatre chapitres, dont le premier rappelle les méthodes de synthèse et de fonctionnalisation du noyau et détaille leur influence sur les propriétés de fluorescence. Le second chapitre présente le contrôle des propriétés d’émission intrinsèques par extension de conjugaison, au moyen d’une nouvelle réaction de type Knœvenagel. Les résultats spectroscopiques y sont notamment étudiés par modélisation quantique (DFT). Ensuite, nous démontrons qu’il est possible de contrôler la fluorescence par désagrégation de fluorophores greffés, en milieu aqueux par ajout de surfactant et par chélation d’anions. Le troisième chapitre est consacré à la modulation de la fluorescence par changement de l’état « rédox » du partenaire (électrofluorochromisme). A cet effet, deux chromophores ont été employés : la s-tétrazine et le ferrocène. Enfin, nous terminons notre étude par un quatrième chapitre qui aborde la photomodulation des propriétés émissives du Bodipy par couplage à diverses entités photochromes : les azobenzènes, les aniles et les photochromes à cyclisation péricyclique. Nous y détaillons les difficultés synthétiques rencontrées au cours de notre étude

Synthesis and studies of new multichromophoric systems based on Bodipy

Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur la synthèse et l’étude des propriétés spectroscopiques de systèmes multichromophoriques à base de Bodipy, fluorophore choisi pour ses propriétés émissives remarquables (&#61541-&#61472-et élevés, ) et pour son aptitude à donner et accepter les électrons. Notre objectif est de contrôler sa luminescence par association à un ou plusieurs chromophores de nature variée et répondant à des stimuli déterminés. L’exposé est divisé en quatre chapitres, dont le premier rappelle les méthodes de synthèse et de fonctionnalisation du noyau et détaille leur influence sur les propriétés de fluorescence. Le second chapitre présente le contrôle des propriétés d’émission intrinsèques par extension de conjugaison, au moyen d’une nouvelle réaction de type Knœvenagel. Les résultats spectroscopiques y sont notamment étudiés par modélisation quantique (DFT). Ensuite, nous démontrons qu’il est possible de contrôler la fluorescence par désagrégation de fluorophores greffés, en milieu aqueux par ajout de surfactant et par chélation d’anions. Le troisième chapitre est consacré à la modulation de la fluorescence par changement de l’état « rédox » du partenaire (électrofluorochromisme). A cet effet, deux chromophores ont été employés : la s-tétrazine et le ferrocène. Enfin, nous terminons notre étude par un quatrième chapitre qui aborde la photomodulation des propriétés émissives du Bodipy par couplage à diverses entités photochromes : les azobenzènes, les aniles et les photochromes à cyclisation péricyclique. Nous y détaillons les difficultés synthétiques rencontrées au cours de notre étude.This work deals with the synthesis and the study of multichromophoric systems, based on Bodipy which is known for its oustanding emission properties (high &#61541- and values, ) and for both, its donating and withdrawing electronic characteristics. Our goal is to couple the fluorophore to other(s) chromophore(s) sensitive to a specific stimulus, to modulate the Bodipy’s emission. The first part, a bibliographic report, focuses on the various ways to functionalize the Bodipy core and discusses their influence on its spectroscopic properties. The second section aims at describing, first, the emission shift by extension of the core conjugation via a new Knœvenagel type reaction. DFT calculations will support experimental facts. It also focuses on external modulation factors such as disaggregation of Bodipy in aqueous media and anion chelation. The third chapter is fully devoted to the possibility of controlling the fluorescence properties by modification of the counter-chromophore “redox” state (so called electrofluorochromism). To that, two chromophores are used: the s-tetrazine and the ferrocene. Final section gathers the preliminary results of coupling reaction of photochromic species with Bodipy, in order to photocommutate its photophysics properties. Synthetic issues are largely discussed so as to highlight some general synthetic pathways that one needs to follow to succeed

Synthèse et étude de systèmes mutlichromophoriques à base de Bodipy

Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur la synthèse et l étude des propriétés spectroscopiques de systèmes multichromophoriques à base de Bodipy, fluorophore choisi pour ses propriétés émissives remarquables (&#61541-&#61472-et élevés, ) et pour son aptitude à donner et accepter les électrons. Notre objectif est de contrôler sa luminescence par association à un ou plusieurs chromophores de nature variée et répondant à des stimuli déterminés. L exposé est divisé en quatre chapitres, dont le premier rappelle les méthodes de synthèse et de fonctionnalisation du noyau et détaille leur influence sur les propriétés de fluorescence. Le second chapitre présente le contrôle des propriétés d émission intrinsèques par extension de conjugaison, au moyen d une nouvelle réaction de type Knœvenagel. Les résultats spectroscopiques y sont notamment étudiés par modélisation quantique (DFT). Ensuite, nous démontrons qu il est possible de contrôler la fluorescence par désagrégation de fluorophores greffés, en milieu aqueux par ajout de surfactant et par chélation d anions. Le troisième chapitre est consacré à la modulation de la fluorescence par changement de l état rédox du partenaire (électrofluorochromisme). A cet effet, deux chromophores ont été employés : la s-tétrazine et le ferrocène. Enfin, nous terminons notre étude par un quatrième chapitre qui aborde la photomodulation des propriétés émissives du Bodipy par couplage à diverses entités photochromes : les azobenzènes, les aniles et les photochromes à cyclisation péricyclique. Nous y détaillons les difficultés synthétiques rencontrées au cours de notre étude.This work deals with the synthesis and the study of multichromophoric systems, based on Bodipy which is known for its oustanding emission properties (high &#61541- and values, ) and for both, its donating and withdrawing electronic characteristics. Our goal is to couple the fluorophore to other(s) chromophore(s) sensitive to a specific stimulus, to modulate the Bodipy s emission. The first part, a bibliographic report, focuses on the various ways to functionalize the Bodipy core and discusses their influence on its spectroscopic properties. The second section aims at describing, first, the emission shift by extension of the core conjugation via a new Knœvenagel type reaction. DFT calculations will support experimental facts. It also focuses on external modulation factors such as disaggregation of Bodipy in aqueous media and anion chelation. The third chapter is fully devoted to the possibility of controlling the fluorescence properties by modification of the counter-chromophore redox state (so called electrofluorochromism). To that, two chromophores are used: the s-tetrazine and the ferrocene. Final section gathers the preliminary results of coupling reaction of photochromic species with Bodipy, in order to photocommutate its photophysics properties. Synthetic issues are largely discussed so as to highlight some general synthetic pathways that one needs to follow to succeed.CACHAN-ENS (940162301) / SudocSudocFranceF

The many facets of RuII(dppe)2 acetylide compounds

International audienceIn this contribution, we describe the various research domains in which RuII alkynyl derivatives are involved. Their peculiar molecular properties stem from a strong and intimate overlap between the metal centered d orbitals and the p system of the acetylide ligands, resulting in plethora of fascinating properties such as strong and tunable visible light absorption with a strong MLCT character  essential for sensing, photovoltaics, light‐harvesting applications or non‐linear optical properties. Likewise, the d/p mixing results in tunable redox properties at low potential due to the raising of the HOMO level, and making those compounds particularly suited to achieve redox switching of various properties associated to the acetylide conjugated ligand, such as photochromism, luminescence or magnetism, for charge transport at the molecular level and in field effect transistor devices, or charge storage for memory devices. Altogether, we show in this review the potential of RuII acetylide compounds, insisting on the molecular design and suggesting further research developments for this class of organometallic dyes, including supramolecular chemistry

Metal complexes bearing photochromic ligands: photocontrol of functions and processes

International audienceMetal complexes associated with photochromic molecules are attractive platforms to achieve smart light-switching materials with innovative and exciting properties due to specific optical, electronic, magnetic or catalytic features of metal complexes and by perturbing the excited-state properties of both components to generate new reactivity and photochemical properties. In this overview, we focus on selected achievements in key domains dealing with optical, redox, magnetic properties, as well as application in catalysis or supramolecular chemistry. We also try to point out scientific challenges that are still faced for future developments and applications

Remote Control of Near Infrared Emission with Lanthanide Complexes

International audienceMolecular luminescent switches form a unique and fascinating class of compounds whose luminescence response can be toggled with chemical or physical stimuli. Switchable near-infrared (NIR) emitters are of major interest since they are compatible with in vivo imaging and have potential for advanced materials such as security tags. Of particular interest are the NIR emitting lanthanides, which feature narrow, sharp and intense emission lines originating from the f-f Laporte forbidden transitions. Although, these "fingerprints" are in general rather insensitive to surrounding media, they can be manipulated thanks to a proper engineering of the complex first or second coordination spheres. The resulting switching systems may thus find usefulness in various application fields. In this review, we selected representative examples of switchable lanthanide NIR emitters based on the most relevant stimuli, such as chemical, environmental, thermal, electrochemical and photochemical inputs