La nouvelle technologie innovatrice OLEDs (diodes organiques électroluminescentes) ne cesse de susciter l'engouement des scientifiques ainsi que les recherches à leurs égards. Ces dispositifs à base de matériaux organiques s'appliquent dans quasiment tous les domaines tels que l'éclairage, l'affichage...Une découverte récente vient d'apporter sa pierre à l'édifice en mettant au point une nouvelle troisième génération d'OLEDs. Cette révélation consiste en la réduction du coût des matériaux des OLEDs en utilisant des matériaux peu onéreux dits à fluorescence retardée. C'est dans cette optique que s'inscrit ce travail de thèse qui porte sur l'étude de ce type de matériaux pour les applications dans les OLEDs. Cette thèse est décomposée en deux principales parties. Dans un premier temps, nous avons étudié et synthétisé des matériaux pour cette nouvelle génération d'OLED en se basant sur un modèle de molécules existant. Ce dernier représente des dérivés de triazine-carbazole connus pour leurs propriétés adéquates aux OLEDs. Cette étude a démontré pour la première fois le caractère de fluorescence retardée de ces molécules. Nous avons par la suite caractérisé ces molécules au sein des OLEDs. Les résultats montrent l'efficacité de ces molécules. Dans un deuxième temps nous nous sommes intéressés à l'étude de molécules innovantes. Ainsi, des molécules dotées de fluorescences retardées et innovantes ont été synthétisées. Cette synthèse a été effectuée par une méthode très avantageuse. Par ailleurs, la structure et propriétés de ces molécules indiquent qu'elles sont dotées de fluorescences retardées. Ainsi, il est important de poursuivre ce travail, en évaluant les propriétés de ces molécules synthétisées, ainsi que de les caractériser au sein des OLEDs. / Recently, the synthesis of free metal materials for organic LEDs by Uoyama et al adds a third kind of luminescence, named thermally activated delayed fluorescence (TADF). The added value of this discovery is to lower significantly OLED cost thanks to the metal-free structure of these so-called hyper-fluorescent molecules. This work reports on this recent discovery in OLED's. We first studied the thermally activated delayed fluorescence from an existing molecular model. The latter, fulfil the condition of the delayed fluorescence and are based from triazine-carbazole derivatives. The results revealed for thefirst time the exhibition of the delayed fluorescence from this existing model. In a second part, a novel hyperfluorescent molecule have been synthesized following the design rules for the delayed fluorescence molecules. The synthesis was done by a method based on an attractive process. Furthermore, the structure and properties of these new materials indicate that these molecules are expected to exhibit delayed fluorescent. Thus, it is important to continue this work by evaluating the properties of these molecules and the OLEDs made from these materials.

Dans ce travail, des derivés du dithia[3.3]paracyclophane sont étudiés pour des applications en nanostructuration de surfaces et comme nouveaux fluorophores. Dans un premier temps, l'auto-assemblage supramoléculaire de molécules est utilisé pour créer des réseaux 2D sur surface. Cependant, l'utilisation de tels substrats a tendance à annihiler les propriétés électroniques des composés adsorbés. Par conséquent, des dérivés 3D du dithia[3.3]paracyclophane sont employées afin d'éloigner le composant actif de la surface. Dans cet optique, de nouvelles molécules à base de groupements pyridine ont été conçues pour s'auto-assembler sur différents substrats. Les caractérisations préliminaires ont été effectuées afin d'étudier les propriétés d'auto-assemblage de telles molécules seules ou co-adsorbées, et les premières images de réseaux 2D auto-organisés sur graphite et or ont été obtenues par microscopie à sonde locale. Dans un second temps, de nouveaux composés sont actuellement étudiés pour électroluminescence à haute rendement à partir de la fluorescence retardée à activation thermique (TADF). Ce phénomène est généralement observé pour des molécules montrant un faible gap électronique entre ses états excités singulet et triplet, lié au faible recouvrement des orbitales HOMO et LUMO localisées sur le donneur et l'accepteur, respectivement. Dans ce contexte, nous proposons un nouveau design de molécules de type donneur-accepteur où HOMO (donneur) et LUMO (accepteur) sont séparées par un cœur cyclophane. Nous avons synthétisé deux émetteurs et leurs propriétés photo-physiques ont été étudiées en solution et à l'état solide. / In this work and due to their unique electronic properties, 3D-dithia[3.3]paracyclophane-based molecules have been studied for surface nanostructuration applications and as new fluorophore. First, the supramolecular self-assembly of molecules is used to create well-organised 2D-networks on conducting surfaces. However, the use of such substrates tends to quench any electronic properties of the adsorbed molecules. In this context, 3D-dithia[3.3]paracyclophane-based molecules were employed to lift up the active moiety from the surface. In this work, new pyridyl end-capped molecules were designed to self-assemble on any substrate. Preliminary characterisations were performed to study the supramolecular self-assembly of such molecules alone or with co-adsorbers, and the first images of organised 2D-networks on graphite and gold have been obtained by scanning probe microscopy. Second, the design of new and efficient emitter is a hot topic for the fabrication of OLED devices. A new type of compounds is currently investigated for their high electroluminescence efficiency due to thermally activated delayed fluorescence (TADF). This phenomenon is expected from molecules showing low electronic gap between singlet and triplet excited states, which is related to a low overlap of the HOMO and LUMO, localised on the electron-door and acceptor moieties of the molecule, respectively. In this sense, we propose a new design of donor-acceptor molecules where the HOMO (donor) and LUMO (acceptor) are separated by a cyclophane core. We synthesised a couple of emitters and their photophysics properties were studied in solution and in solid state.

Cette thèse porte sur la conception, la synthèse et la caractérisation de nouveaux dérivés accepteurs d'électrons. Elle se concentre sur l’étude des dérivés de la 1,2,4,5-tétrazine, mais contient également l’étude de dérivés du benzonitrile, précurseurs typiques de la préparation des 1,2,4,5-tétrazines et de dérivés de la pyridazine, les produits dérivés de la réaction de Diels – Alder à Demande Inverse (IEDDA) des dérivés de la tétrazine. De plus, les dérivés de 1,2,3,4-thiatriazole, en tant que produits imprévus de la synthèse de Pinner modifiée, sont également étudiés de manière approfondie. En raison des états de transfert de charge (CT) introduits dans le système donneur-accepteur, les dérivés préparés accepteur d'électrons présentent en général des propriétés photophysiques et électrochimiques intéressantes, et ont donc un intérêt particulier pour l'électronique organique.Le point culminant de cette thèse est le développement de méthodologies synthétiques dans chaque chapitre. En résumé, le chapitre 2 met en évidence une nouvelle approche synthétique sans métal pour les 1,2,4,5-tétrazines 3-monosubstituées, qui sont très utiles pour la chimie du click bioorthogonal. Le chapitre 3 décrit une stratégie de synthèse élaborée pour de nouveaux dérivés de benzonitrile donneur-accepteur qui présentent de la TADF, de l’ AIE et du mécanochromisme. Le chapitre 4 présente une étude détaillée de la réaction de couplage croisé Buchwald – Hartwig en tant que méthodologie de synthèse importante dans la synthèse de molécules de tétrazine. Le chapitre 5 décrit l'étude de la réaction à l'IEDDA comme un outil synthétique utile pour préparer des dérivés de pyridazine. Le chapitre 6 présente une nouvelle synthèse pratique de 1,2,3,4-thiatriazoles à partir de composés nitriles. / This PhD thesis deals with the design, synthesis and characterization of novel electron-acceptor derivatives. It is focused on the study of 1,2,4,5-tetrazine derivatives, but also involves the study of benzonitrile derivatives which are the typical precursors for the preparation of 1,2,4,5-tetrazines, and pyridazine derivatives which are the products derived from Inverse Electron Demand Diels–Alder (IEDDA) reaction of tetrazine derivatives. Moreover, 1,2,3,4-thiatriazole derivatives, as unpredicted products from modified Pinner synthesis, are also elaborately investigated. Due to the charge-transfer (CT) states introduced in the donor-acceptor system, the prepared electron-acceptor derivatives exhibit interesting photophysical and electrochemical properties, and therefore are of particular interest in organic electronics.The highlight of this thesis is the development of synthetic methodologies in each chapter. To sum up, Chapter 2 demonstrates a novel metal-free synthetic approach to 3-monosubstituted 1,2,4,5-tetrazines, which are highly useful for bioorthogonal click chemistry. Chapter 3 describes an elaborative synthetic strategy for novel donor-acceptor benzonitrile derivatives which exhibit TADF, AIE and mechanochromism. Chapter 4 presents a detailed study of Buchwald–Hartwig cross-coupling reaction as an important synthetic methodology in the synthesis of tetrazine molecules. Chapter 5 described the study of IEDDA reaction as a useful synthetic tool to prepare pyridazine derivatves. Chapter 6 presented a novel convenient one-pot synthesis of 1,2,3,4-thiatriazoles directly from nitrile compounds.