Synthèse, aromaticité et réactivité d'hydrocarbures polycycliques aromatiques déformés – TWISTAR

TWISTAR propose une approche basée sur la collaboration intime de chimistes organiques de synthèse et de physico-organistes à chaque étape du projet, et deux tâches principales ont été identifiées : la tâche 1 pour la synthèse et la tâche 2 pour les études physico-chimiques.

Conformément aux prévisions du projet, à ce jour, nous avons obtenus, non sans mal, nos premiers HAPs chiraux originaux très déformés et démarré l’étude de leur réactivité chimique et de leurs propriétés physico-chimiques. La partie la plus avancée du projet, et en avance sur les prévisions du projet, concerne le développement méthodologique d’un outil de chimie théorique pour analyser l’aromaticité dans les molécules aromatiques non planes, nommément les cartes 3D d’isocontours de blindage magnétique isotrope, ou en anglais, les « 3D IMS contour maps ».

L’avancement du projet est excellent. La partie synthèse organique expérimentale qui permet de créer les objets de nos études est bien sûr la partie limitante, mais nous avons maintenant contourné les principaux obstacles identifiés. La partie chimie physique organique expérimentale a débutée avec nos premières molécules synthétisées. La partie de développement théorique fondamental sur l’étude des propriétés magnétiques des HAPs chiraux est pour ainsi dire terminée et nous allons maintenant passer aux applications calculatoires de cette nouvelle approche.

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Les grands Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) chiraux, appelés nanographènes chiraux, forment une classe jeune et originale de molécules d’un grand intérêt. Ces molécules peuvent exister sous forme de plusieurs diastéréomères, chacun existant sous la forme d'une paire d'énantiomères, qui peuvent s'interconvertir plus ou moins rapidement en fonction de leur flexibilité. Des torsions sans précédent ont été mesurées dans le réseau en nid d’abeille de certains nanographènes chiraux très tordus, soulevant de nouveaux intérêts théoriques et synthétiques et une demande pour des structures d’HAP encore plus déformées. Le paradigme considéré est que les systèmes benzénoïdes déformés perdent une partie de leur caractère aromatique local, ce qui affecte fortement leurs propriétés électroniques et pourrait déclencher la réactivité d'atomes de carbone hybridés sp² normalement chimiquement inertes.
Nous proposons des recherches fondamentales dans le domaine en plein essor des nanographènes chiraux obtenus par synthèse organique contrôlée. Le projet vise à fournir des informations approfondies sur le potentiel, les limites et la vraie nature des grands Hydrocarbures Aromatiques -ou pas- Polycycliques chiraux très tordus en utilisant une approche globale combinant la chimie organique de synthèse expérimentale et la chimie organique physique expérimentale et théorique.