This dissertation covers the studies of two major topics: the photochemistry of mononuclear and multinuclear gold(I) complexes and synthetic approaches to tailor photophysical properties of cyclic trinuclear d10 complexes. First a detailed photochemical examination into the photoreactivity of neutral mononuclear and multinuclear gold(I) complexes is discussed, with the aim of gold nanoparticle size and shape control for biomedical and catalysis applications. Next is a comprehensive systematic synthetic approach to tailor the photophysical properties of cyclic trinuclear d10 complexes. This synthetic approach includes an investigation of structure-luminescence relationships between cyclic trinuclear complexes, an examination into their π-acid/π-base reactivity with heavy metal cations and an exploration into the photophysical properties of new heterobimetallic cyclic trinuclear complexes. These photophysical properties inspections are used to screen materials for their employment in molecular electronic devices such as organic light-emitting diodes (OLEDs) and thin film transistors (OTFTs).

En vue de contourner les phénomènes de chimiorésistance et l’apparition d’effets secondaires sévères engendrés par les traitements à base de platine, nous avons développé des agents thérapeutiques à base d’autre métaux.Mon premier projet repose sur l’élaboration de complexes d’or(I) traçables possédant des propriétés anticancéreuses et anti-inflammatoires. Afin d’apporter des informations préliminaires sur leur mécanisme d’action, deux sondes imageantes ont été introduites : soit une coumarine, soit un BODIPY. Ainsi, deux séries de complexes d’or(I) ont été synthétisées. Trois d’entre eux présentent cette double activité thérapeutique dont deux pouvant être traçables in vitro.Mon deuxième projet est axé sur le développement de complexes de titane stables et solubles en milieu auqueux. Afin d’améliorer la cytotoxicité de ces titanocènes, notre stratégie a consisté à introduire un second métal thérapeutique au sein de ces structures. Cette étude a mené à deux nouveaux titanocènes possédant une activité anti-proliférative submicromolaire sur différentes lignées de cellules cancéreuses ainsi qu’une activité antitumorale in vivo, sans induire de signe de toxicité chez la souris saine. Afin d’étudier leur mécanisme d’action, l’introduction de deux modalités d’imageries a été envisagée sur ces complexes : l’imagerie optique ou l’imagerie TEP. Un complexe présentant une sonde fluorescente a été synthétisé et une voie de radiomarquage a été développée. / We have developed non-platinum therapeutic agents in order to avoid chemoresistance phenomena and severe side effects caused by treatments based on this metal.My first project relies on the development of trackable gold(I)-complexes displaying both anticancer and anti-inflammatory properties. An imaging probe was introduced on these complexes – either a coumarin or a BODIPY – in order to give preliminary information on their mechanism of action. Thus, two series of gold(I) complexes were synthesized. Three of these compounds presents this double therapeutic activity, two of them can be trackable in vitro.My second project is focused on the development of stable and soluble titanium complexes in water. We decided to introduce a second therapeutic metal into these structures in order to improve the cytotoxicity of these titanocenes. This study led to two new titanocenes displaying submicromolar anti-proliferative activity on different cancer cell lines along with an antitumoral activity in vivo, without inducing any sign of toxicity on healthy mice. We decided to introduce two imaging modalities – optical or PET imaging – into these complexes for investigating their mechanism of action. A complex bearing a fluorescent probe was synthesized and a radiolabeling method was developed.

Au cours de ce travail, nous nous sommes particulièrement intéressés à une classe de molécules électroactives précurseurs de matériaux moléculaires conducteurs à composant unique, les complexes bis(1,2-dithiolène) d'or et de nickel neutres. Nous avons tout d'abord développé une série originale de complexes radicalaires d'or [Au(R-thiazYdt)2] à partir de ligands dithiolène, riches en électron, les N-alkyl-1,3-thiazoline-2-chalcogénone-4,5-dithiolate (R-thiazYdt)2 avec Y = O, S, Se et R = Pr, iPr, cycloPr, NMe2. Le substituant R de l'hétérocycle joue un rôle majeur sur les propriétés des matériaux, résultant des interactions électroniques intermoléculaires entre ces complexes paramagnétiques. Les complexes de nickel diamagnétiques, [Ni(R-thiazSdt)2], des mêmes ligands dithiolène, présentent quant à eux une organisation à l'état solide très différente, conséquence de leur caractère à "couche fermée". Enfin, la réactivité originale des dérivés avec R = tBu conduit à des ligands dithiolène portés par un cycle aromatique 2-alkylthio-thiazole (RS-tzdt). Leurs complexes d'or neutres [Au(RS-tzdt)2] forment des empilements fortement dimérisés et semi-conducteurs. / During this work, we particularly focused on one type of electroactive molecules, precursors of single component molecular conductors, the neutral gold and nickel bis(1,2-dithiolene) complexes. First we developed a series of radical gold complexes [Au(R-thiazYdt)2] derived from electron rich dithiolene ligands, the N-alkyl-1,3-thiazoline-2-chalcogenone-4,5-dithiolate (R-thiazYdt)2 with Y = O, S, Se and R = Pr, iPr, cycloPr, NMe2. The R substituent plays an important role on the properties of these materials resulting from the intermolecular electronic interactions between these paramagnetic complexes. Besides, diamagnetic nickel complexes, [Ni(R-thiazSdt)2], with the same dithiolene ligands exhibit a different organization in the solid state, a consequence of their closed shell nature. Finally, the original reactivity of the derivatives with R = tBu leads to dithiolene ligands with an aromatic 2-alkylthio-1,3-thiazole ring (RS-tzdt). Their neutral gold complexes [Au(RS-tzdt)2] form semi-conducting strongly dimerized stacks.