Le prix de thèse DCC 2020 a été attribué à Etienne Gauthier pour ses travaux portant sur « Chiral complexes based on helicenic N-heterocyclic carbenes: synthesis, structure, photophysical and chiroptical properties », réalisés à l’Université de Rennes 1 sous la direction du Dr Jeanne Crassous et le co-encadrement du Dr Ludovic Favereau.

Les hélicènes sont des molécules composées de n cycles
aromatiques ou hétéro-aromatiques ortho-fusionnés. Ils
présentent une topologie hélicoïdale qui leur confère une
chiralité inhérente ainsi que des propriétés chiroptiques
remarquables notamment des forts pouvoirs rotatoires, un
dichroïsme circulaire intense ainsi que des propriétés d’émission
de lumière circulairement polarisée.[1,2]

En parallèle, les carbènes N-hétérocycliques (NHCs en anglais) sont des ligands riches en électrons, fortement s-donneurs capables de former des
liaisons carbène-métal très stables avec une large variété de métaux de transition.[3]

La combinaison des hélicènes et des ligands NHC apparaît donc comme une stratégie attrayante pour synthétiser des nouvelles structures organométalliques chirales aux propriétés innovantes.[4]

Dans ce contexte, mes travaux de thèse concernaient la diversification de ligands possédant des structures variées (mode de coordination monodente ou bidente, position de l’unité hélicénique ortho-fusionnée au carbène ou substituée sur le carbène) et la coordination à des métaux de transition comme le rhénium, le cuivre ou l’or. Par exemple, des complexes de rhénium à base de NHCs hélicoïdaux ont été préparés et ont présenté de la phosphorescence circulairement polarisée dans le vert avec des temps de vie particulièrement longs de l’ordre de la dizaine à la centaine de microsecondes.[5] En dehors d’applications en tant qu’émetteurs chiraux, ces nouveaux complexes pourraient trouver un intérêt en catalyse asymétrique ou pour la fonctionnalisation de surfaces métalliques.

[1] C.-F. Chen, Y. Shen, Helicene Chemistry, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2017
[2] E. S. Gauthier et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 22840–22856.
[3] M. N. Hopkinson et al., Nature 2014, 510, 485–496
[4] N. Hellou, et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 8236–8239
[5] E. S. Gauthier et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 8394–8400.