Contrat doctoral en chimie : Ingénierie de photo-commutateurs biomimétiques efficaces (H/F)

Sujet de thèse :
Thèse de Doctorat en Chimie : Ingénierie de photo-commutateurs biomimétiques efficaces
Sujets : Synthèse de photo-commutateurs moléculaires, effet de subsitutions chimiques sur le rendement quantique de photo-isomérisation, photochimie ultra-rapides.
L’objectif de la thèse s’inscrit dans le cadre du réseau doctoral européen LUMIERE (http://lumiere-dn.eu) qui propose une approche inter-disciplinaire entre physiciens et chimistes pour étudier des photo-commutateurs moléculaires ultra-rapides. La question principale est de savoir comment contrôler l'efficacité de la photo-isomérisation dans les molécules organiques par design chimique ? Nous nous inspirons des photo-commutateurs biologiques comme le rétinal qui sont connus pour leurs vitesse d’isomérisation à l’échelle de 0.2 à 5 ps.
Les molécules photo-commutables sont importantes pour des applications telles que les nanomatériaux, les moteurs moléculaires ou en photopharmacologie. Par une approche combinée expérimentale et théorique nous souhaitons établir des bases rationnelles entre la structure chimique et la dynamique ultrarapide des états excités, en particulier aux intersections coniques (CInt). Ce sont ces intersections qui déterminent en fin de compte les rendements quantiques des réactions de photo-isomérisation.

Dans ce projet de thèse en chimie, l'objectif est d'explorer une variété de modifications chimiques de photo-commutateurs biomimétiques basés sur la famille des oxopyrroles, inspirés de la protéine fluorescente GFP. La doctorante ou le doctorant devra
1) Modifier les structures chimiques des composés. En particulier, étudier l'effet de substituants ayant différentes propriétés de donneur et d'attracteur d'électrons sur l'influence de l'isomérisation de la double liaison C=C et sur la nature du transfert de charge des processus photo-induits.
2) Modifier les structures chimiques des composés en ce qui concerne les propriétés d'encombrement stérique et de transfert de charge en faisant varier la distance donneur-accepteur via l'introduction de ponts pi-conjugués.
3) Modifier les structures chimiques des composés par rapport à leurs propriétés amphiphiles afin d'étudier l'effet de l'auto-assemblage sur les propriétés de photoisomérisation
4) Effectuer une spectroscopie UV-vis ultrarapide des composés synthétisés et obtenir le temps de réaction d'isomérisation et QY (avec S. Haacke, IPCMS-CNRS Strasbourg).

Résultats attendus :
1) Synthèse d'une nouvelle classe de photocommutateurs biomimétiques
2) Une modulation de l'efficacité de la réaction induite par les substitutions chimiques.
3) Une durée de vie de l'état excité et une dynamique de photo-isomérisation dépendantes de la substitution
4) Élucidation de leurs propriétés d'état excité par des approches avancées de chimie computationnelle (coll. R. Mitric, U Würzburg)

Techniques à utiliser :
Synthèses de chimie organique, purification chimique via des techni
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