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THESE


Présentée par

Frédéric LINCKER


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DOCTEUR DE L'UNIVERSITE LOUIS PASTEUR DE STRASBOURG
Domaine : Chimie Organique Moléculaire et Supramoléculaire,
Photophysique et physico-chimie des matériaux moléculaires et macromoléculaires.









INGENIERIE MOLECULAIRE DE
NOUVEAUX SYSTEMES CONJUGUES
POUR L’OPTIQUE NON-LINEAIRE
ABSORPTION MULTIPHOTONIQUE ET POLYMORPHISME THERMOTROPE



erSoutenue le 1 décembre 2005 devant la commission d'examen :

Dr. Chantal ANDRAUD Rapporteur externe
Pr. Robert DESCHENAUX
Pr. Mir Wais HOSSEINI Rapporteur interne
Dr. Patrick MASSON Directeur de thèse
Pr. Jean-François NICOUD Directeur de thèse
Dr. Bertrand DONNIO Membre invité Remerciements…

Cette thèse a été réalisée au sein du Groupe des Matériaux Organiques de L'institut de Physique et Chimie
des Matériaux de Strasbourg, dirigés respectivement par MM. Daniel GUILLON et Marc DRILLON. Je les
remercie de m'avoir accueilli dans leur laboratoire, me permettant de mener à bien ce travail dans d'excellentes
conditions matérielles et humaines.

Je remercie vivement Mme Chantal ANDRAUD et MM. Robert DESCHENAUX et Mir Wais
HOSSEINI pour m'avoir fait l'honneur d'accepter de juger ce travail et pour l’intérêt qu’ils y ont manifesté.

J'adresse mes plus sincères remerciements à Jean-François NICOUD et Patrick MASSON qui ont dirigé
ces recherches. Leur présence et leur disponibilité associées à leurs grandes compétences dans leurs domaines de
prédilection respectifs m'ont beaucoup apporté. Leur patience et la confiance qu'ils m'ont accordé ont contribué de
façon inestimable à la réalisation de ce travail. Merci pour votre disponibilité, pour m'avoir fait partager vos
connaissances et de m’avoir permis d’acquérir une démarche scientifique critique et autonome.

L'étude de matériaux requière une interaction permanente entre diverses disciplines, conduisant ainsi à des
collaborations fructueuses.
Je tiens à remercier M. Patrice BALDECK et Mme Chantal ANDRAUD pour m’avoir accueilli dans
leur laboratoire respectif, pour m’avoir consacré de leur temps et surtout pour m’avoir communiqué leur
enthousiasme.
Je tiens à remercier Benoît HEINRICH, Bertrand DONNIO et Daniel GUILLON pour m'avoir
introduit dans le monde passionnant des cristaux liquides. Vous savez que je vous serai toujours redevable pour
tous ce que vous m’avez apporté (merci pour votre confiance, soutien et réconfort).

Je mesure la chance d’avoir préparé ma thèse dans un environnement scientifique et humain exceptionnels. J'ai
eu la chance de passer quatre années avec des amis et collègues de travail merveilleux. J'embrasse en particulier
Alfonso, Andres, Ali, Aline, Annabelle, Céline, Cristian, David, Fafa, Firmin, Hind, Iza, Jean-Baptiste, Jeff,
Jérôme, Manuel, François, Mircea, Pascal, Rachid, Saïwan, Sylvestre, William, Yoyo … et Agnès, Benoît,
Bertrand, Cyril, Daniel, Delphine, Emilie, Frédéric, Guillaume, Isabelle, Jean-François, Jean-Louis, Jean-Pierre,
Kokou Dodzi, Laurence, Laurent, Loïc, Lucas, Nicolas, Pascal, Patrick, Stéphane, Valérie, Virginie, Yves,…
Je tiens également à remercier ici les personnes qui mon formé à la « paillasse » durant mes stages de maîtrise
et DEA. Un grand merci à Mme Laurence MIESCH et MM Philippe GEOFFROY et Michel MIESCH,
des personnes aux qualités scientifiques et humaines rares.

Pendant ma thèse, j’ai eu l’opportunité d’enseigner à l’Université Louis Pasteur. Je tiens à remercier toutes les
personnes que j’ai côtoyées au cours de ces enseignements (merci à Alain, Caline, Christin,e Jean-Louis, Michel,
Nicolas, Odile, Pascal, Sabine, Stéphane, Steve et tous ceux que j’oublie ici) et également toutes les personnes qui
m’ont communiqué, cette envie d’enseigner (Merci à MME. Catherine GROSDEMANGE-BILLIARD et
Michèle KIRCH et à MM. Alain BURGER, Mir Wais HOSSEINI, John OSBORN et Jean-Marc
WEIBEL)

Enfin je remercie ma famille mes amis de toujours et mes parents (ils se reconnaîtront tous ici, nul besoin de les
citer), je n'aurais pu réaliser ce travail dans de bonnes conditions sans leur soutien, je leur dédie ce travail.


MERCI ENCORE A TOUS !!!

LISTE DES ABREVIATIONS

TECHNIQUES
ε Coefficient d'extinction molaire
λ Longueur d'onde maximale d'absorption max
br Broad : signal large
Calc. Calculé
CCM Chromatographie sur Couche Mince
DHL Diffusion Harmonique de Lumière
DO Densité optique
DSC Microcalorimétrie différentielle (Differential Scanning Calorimetry)
EFISH Electric Field Induced Second Harmonic Generation
GPC Chromatographie par perméation de gel
HPLC Chromatographie en phase Liquide Haute Performance
IR Infrarouge
ppm Parties par million
Pt. de fusion Point de fusion
Rdt Rendement
RMN Résonance Magnétique Nucléaire
RT Température ambiante
RX Rayons X
δ Déplacement chimique
s, d, dd, t, q, m Singulet, doublet, doublet dédoublé, triplet, quadruplet, multiplet/massif
Tf Température de fusion
Tg Température de transition vitreuse
U. A. Unités arbitraires
UV Ultraviolet
COMPOSES CHIMIQUES
APTS Acide p-toluène sulfonique
DMF Diméthylformamide
DMSO Diméthylsulfoxyde
LDA Lithium diisopropylamide
LAH Hydrure d’aluminium et de lithim (tetrahydroaluminate de lithium)
TBAF Flurorure de tetrabutylammonium
TFA Acide trifluoroacétique
THF Tetrahydrofuranne
ToP Tri(o-tolyl)phosphine
TMS Trimethylsilane

OPTIQUE
ONL Optique Non-Linéaire
(n)χ Susceptibilité électrique d'ordre n
α Polarisabilité linéaire
β Hyperpolarisabilité d'ordre un
γ Hyperpolarisabilité d'ordre deux
β Composante cartésienne du tenseur d'hyperpolarisabilité β ijk




TABLES DES MATIERES

INTRODUCTION GENERALE 9
CHAPITRE I CONCEPTION ET SYNTHESE MODULAIRE 13
I- 1 Structures des chromophores 15
I- 1.1 Groupes terminaux électrodonneurs 16
I- 1.2 Jonctions centrales conjuguées 17
I- 1.3 Cœurs aromatiques 18
I- 2 Approche synthétique modulaire orthogonale et matricielle 20
I- 2.1 Synthèse modulaire convergente 20
I- 2.2 S ynthèse modulaire combinatoire 21
I- 3 Ingénierie moléculaire des motifs stilbène, tolane et biphénylène 22
I- 3.1 Le motif stilbène 22
I- 3.2 Le motif tolane 30
I- 3.3 Le motif biphénylène 32
I- 3.4 Conclusions 35
I- 4 Synthèses des briques élémentaires externes 35
I- 4.1 Briques élémentaires de type phénylène 35
I- 4.2 e stilbéne 40