Polymérisation de systèmes supramoléculaires pour synthèse de type ‘template to template’ – T2T

L?auto-assemblage supramoléculaire est un outil très efficace afin de contrôler la formation de la structure nanométrique de nouveaux matériaux fonctionnels. En chimie macromoléculaire, l?organisation supramoléculaire a été étudiée de manière intensive. Néanmoins, la formation de nanostructures macromoléculaires à partir de monomères auto-assemblés a été beaucoup moins approfondie. Il a été démontré que des nano-objets, tels que des sphères et des cylindres, peuvent être obtenus à partir de la réticulation de vésicules bicouches et par la polymérisation de mésophases de monomères comme pour les phases hexagonales inversées. Les exemples où il a été possible de contrôler la taille des objets moléculaires sont jusqu?à présent rares. Dans ce projet, nous étudions les complexes formés par les acides sulfoniques de molécules cunéiformes avec des polymères contenant des groupements basiques complémentaires. Nous avons déjà montré que, en fonction du degré de neutralisation, ces complexes s?assemblent pour former des sphères ou des superstrutures cylindriques en solution diluée. En masse, ils forment des phases lamellaires ou hexagonales colonnaires. Dans les cylindres supramoléculaires, les chaînes de polymères individuelles sont entourées par les molécules cunéiformes de la même façon que le virus de la mosaïque du tabac où le capside de protéines s?assemble autour de l?ARN. La longueur des cylindres obtenus dépend de la longueur de contour de la chaîne polymère correspondante. L?objectif de ce projet est d?utiliser ce mécanisme d?auto-organisation pour fabriquer des nano-objets fonctionnels ayant des dimensions bien définies avant d?effectuer une synthèse de type « template to template » permettant de recouvrer la masse molaire. A cette fin, les molécules cunéiformes seront modifiées par l?incorporation, au niveau de leur extrémité épaisse, de groupes polymérisables orientés vers la périphérie du système. La polymérisation de ces groupes à partir d?un état assemblé permettra de stabiliser la structure. Dans ce cas, l?auto-assemblage impliquera la complexation des molécules cunéiformes en une macromolécule linéaire. Après polymérisation de la superstructure formée à partir des molécules, une véritable macromolécule supramoléculaire dont la taille reflètera celle de la chaîne polymère d?origine et qui pourra devenir ainsi un pore fonctionnel capable d?absorber des monomères. De cette manière, il pourra servir de « template » afin de contrôler la longueur du polymère à synthétiser. La chiralité sera introduite soit dans des groupes latéraux, soit dans la chaîne polymère principale pour obtenir des pores avec un arrangement chiral des groupes fonctionnels. En utilisant ces systèmes, les polymères synthétisés auront donc une tacticité contrôlée. Une des question-clés de ce projet sera de savoir s?il est possible de confiner la polymérisation à l?intérieur d?un cylindre isolé, en évitant la réticulation du système entier. Une autre concernera la formation de complexes supramoléculaires avec des monomères appropriés comme la vinylpyridine qui peuvent polymériser spontanément au contact d?acides forts.