Phospha-hélicènes. Une nouvelle classe de dérivés phosphorés chiraux – HelPhos

Ce projet entend développer une nouvelle famille de composés hélicoïdaux, les phosphahélicènes. Il s’agit de structures polyaromatiques ortho-condensées dans lesquelles un cycle phosphoré à cinq chaînons (phosphole ou benzophosphole) serait intégré dans la séquence de noyaux aromatiques.
Il a été largement démontré que les hélicènes possèdent des propriétés uniques et des applications dans une variété de domaines tels que les matériaux optoélectroniques, la reconnaissance chirale, la chimie supramoléculaire, la catalyse, etc. Les phosphahélicènes devraient permettre d’élargir et d’optimiser ces applications, grâce aux modulations apportées par la présence du phosphore, avec ses divers degrés d’oxydation et la possibilité de coordination aux métaux de transition. Notamment, les phosphahélicènes pourraient constituer une nouvelle famille de ligands pour les métaux de transition ou d’organocatalyseurs exploitant la chiralité hélicoïdale de leur squelette. En dehors des travaux réalisés par les partenaires de ce projet, il n’y a actuellement dans la littérature que trois articles concernant les phosphahélicènes. On peut donc raisonnablement considérer que le domaine est quasiment inexploré et que cette famille de composés originaux n’a pas encore été développée et encore moins valorisée à hauteur de son potentiel. La condition préalable pour ce développement est la disponibilité de méthodes de synthèse le plus possible diverses, faciles, efficaces et générales, donnant accès à une variété de structures. Notre travail consistera d’abord à définir de telles méthodologies synthétiques, grâce au partenariat entre deux équipes qui maîtrisent des outils synthétiques différents et complémentaires. L’obtention de phosphines hélicoïdales énantiopures sera un objectif prioritaire.
Pour la valorisation des propriétés des phosphahélicènes, ce projet associe deux partenaires qui ont des domaines de compétence très différents, respectivement la catalyse énantiosélective et l’étude et l’utilisation de matériaux organophosphorés pour l’optoélectronique. Par conséquent, le développement de méthodes synthétiques sera orienté vers la valorisation des phospha-hélicènes dans ces deux domaines. Des résultats préliminaires encourageants ont prouvé que les phosphahélicènes sont de très bons ligands pour l’Au(I) et peuvent conduire à des catalyseurs hautement énantiosélectifs pour certaines réactions de cycloisomérisation de substrats polyinsaturés. Notre travail sera donc focalisé sur la mise au point de versions énantiosélectives de nouvelles réactions catalytiques d’intérêt synthétique, à l’aide des complexes phosphahélicène-Au(I). Egalement, les propriétés photophysiques et chiroptiques des phosphahélicènes seront évaluées systématiquement et l’étude des composés les plus prometteurs sera poussée jusqu’à l’élaboration de dispositifs tels que les OLEDs émettant lumière polarisée.