Os monômeros ligantes 3amdpy2oxaNBE (1), 3imdpyoxaNBE (2) e ácido âmico (3) foram sintetizados e caracterizado por analise elementar (CHN), infravermelho e RMN 1H e 13C. A partir do monômero 1 sintetizou-se compostos partindo de complexos do tipo [RuCl2(LL)], onde foi LL=bpy 37 (complexo 4), phen (complexo 6) ou 5-Cl-phen (complexo 7), e foram realizados estudos de fotoquímica e fotofísica. Os complexos 6 e 7 apresentaram uma eficiente fotofísica e não apresentaram fotoquímica, enquanto os complexos semelhante [Ru(bpy)2(3amnpy)2](PF6)2 (5) e [Ru(phen)2(3amnpy)2](PF6)2 (8) que possui a aminopiridina no lugar do monômero 1, apresentaram fotoquímica. Observou-se que as diferenças na rigidez dos ligantes phen e bpy podem causar diferentes propriedades fotoquímicas e fotofísicasem sistemas do tipo cis-[RuCl2(?-diimina)]. Todos os complexos exibiram absorções na região de 350 nm e entre 420 a 500 nm. Sendo que 5 e 8 apresentaram fotoquímica e os complexos 6 e 7 apresentaram fotofisica. Estes foram estudados em diferentes solventes (DMF, CH3CN, CH2Cl2, THF) e em diferentes comprimentos de onda de irradiação (340, 440 e 500 nm). A emissão dos complexos 6 (580 nm) e 7 (582 nm) em acetonitrila é atribuída a uma MLCT (Ru_phen). Sendo observada a independência do _irr, mas existe dependência da emissão quando a temperatura é abaixada. Além disso, suas propriedades fotocatalíticas são demonstradas pela supressão oxidativa através de íons receptores do metilviologenio. Ainda deve-se levar em conta que, o anel quelante do monômero ligante 1 contribui ainda mais para a estabilização destes complexos, ao contrario, 5 e 8 possuem uma fotolabilização . / The monomer ligands 3amdpy2oxaNBE (1), 3imdpyoxaNBE (2) and amic acid (3) were synthesized and characterized by elementar analysis (CHN), infrared and 1H e 13C NMR. Since monomer 1, it was synthesized complexes of type [RuCl2(LL)], where LL=bpy 37 (complex 4), phen (complex 6) or 5-Cl-phen (complexo 7), with which photophysics and photochemical studies were performed. The complexes 6 and 7 presented efficient photophysics and they do not presented photochemistry, while the similar complexes [Ru(bpy)2(3amnpy)2](PF6)2 (5) and [Ru(phen)2(3amnpy)2](PF6)2 (8), which possess the aminopyridine in place of monomer 1, presented photochemistry. It was observed that the difference in the rigidity of the ligands phen and bpy may cause different photochemical and photophysical properties in systems of type cis-[RuCl2(?- diimine)]. All complexes exhibited absorptions in region of 350 nm and between 420 and 500 nm, where 5 and 8 presented photochemistry and the complexes 6 and 7 presented photophysics. They were studied in different solvents (DMF, CH3CN, CH2Cl2, THF) and in different irradiation wavelength (340, 440 e 500 nm). The emission of the complexes 6 (580 nm) and 7 (582 nm) in acetonitrile is attributed to an MLCT (Ru_phen). It was observed independence of _irr, however there is dependence of emission when the temperature is lowered. Furthermore, their photocatalytic properties are demonstrated by oxidative quenching using methylviologen ion. One should consider that the chelating ring of monomer ligand 1 contributes even more to the stabilization of these complexes, unlike, 5 and 8 that possess photolabilization.

A reação entre o composto [RuCl2(PPh3)3] e a fosfina PCy3 resultou no complexo [RuCl2(PPh3)2(PCy3)]. O centro metálico de Ru(II), deste complexo, possui dois tipos de fosfinas cujas caracteristicas estéricas e eletrônicas são diferentes. Em solução, este novo complexo apresentou maior labilidade quando comparado ao complexo precursor, comprovada pelas técnicas de espectrofotometria no UV-vis e RMN-31P. Este complexo polimeriza norborneno (NBE; 48%) e norbornadieno (NBD; 92%) via ROMP à temperatura ambiente, na presença de 5 microL de etildiazoacetato na razão de [monômero]/[Ru] = 5000 em soluções recém preparadas. Nessas condições o complexo [RuCl2(PPh3)3] não polimeriza nenhum desses monômeros, tornando-se ativo somente à 50 oC polimerizando 63% de norborneno e 6% de norbornadieno. O envelhecimento da solução do complexo [RuCl2(PPh3)2(PCy3)] em CHCl3 provocou uma diminuição no rendimento d NBE e NBD, indício de que a espécie dimérica não é ativa em ROMP. Ainda, as reações de polimerização com o NBD são exotérmicas. O rendimento e o aspecto dos poliNBD isolados mostraram-se dependentes do volume de solvente CHCl3 utilizado durante as reações. O poliNBD obtido com volumes menores apresentou maior rendimento e elasticidade. A substituição de uma das fosfina PPh3 no complexo precursor [RuCl2(PPh3)3] pela fosfina PCy3 resultou um complexo com algumas particularidades, como maior reatividade com o NBD quando comparado ao NBE e ainda reações exotérmicas com o NBD. Essas particularidades foram, até então, inéditas no grupo quando se utilizavam complexos do tipo [RuCl2(PPh3)2(NIII)x]. Assim, o presente trabalho enfocou estudos de caracterização e aplicação do complexo [RuCl2(PPh3)2(PCy3)] em reações de ROMP com os monômeros norborneno, norbornadieno e 1,5-ciclooctadieno. / The reaction between [RuCl2(PPh3)3] compound and PCy3 produced a complex ([RuCl2(PPh3)2(PCy3)]) with two types of phosphines showing different electronic and hindering characteristics. In solution, the new complex presents higher labiality compared to the [RuCl2(PPh3)2(PCy3)] complex confirmed by electronic and nuclear magnetic resonance spectroscopies. . The novel complex polymerizes both norbornene (NBE; 48%) and norbornadiene (NBD; 92%) via ROMP at room temperature, in presence of 5 microL of ethyldiazoacetate with [monômero]/[Ru] = 5,000. The polimerization reactions with norbornadiene were exothermic. Under the same reaction conditions, the [RuCl2(PPh3)3] complex does not polymerize those monomers. The yield and the characteristic of the polyNBD is dependent on quantity of solvent (CHCl3). Thus, the presence of the phosphine PCy3 generated a novel complex with higher catalytic reactivity.

The work reported herein describes efforts to create ring-opening metathesis block copolymers and homopolymers. The block copolymers were studied to gain insight into the local nanoscale environment of a block copolymer thin film. Additionally, perylene containing homopolymers were characterized in light of their possible use as an n-type material. In the first section of the thesis, the synthesis of diblock copolymers consisting of two blocks with very different dynamics is described. The covalent attachment of a molecular rotor which is sensitive to its local environment allowed the study of the dynamics of the polymers in thin films. The emissive intensity as a function of temperature allowed us to see discontinuity in the rates of change, indicating a change in the local environment corresponding to the transition of the polymer from a glassy to rubbery state. The corresponding temperature, to this event, is known as the glass transition temperature, Tg. Additionally, a polymer featuring a covalently bound n-type molecule, perylene diimide, was synthesized. The photophysical properties, including aggregation in dilute solution, are described. The material is expected to demonstrate the ability to efficiently transport negative charge, acting as n-type material in organic electronics. / text

Submitted by PATRICIA BORIM Borim (borim.patricia@gmail.com) on 2016-03-08T17:20:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Patricia Borim 23.02.pdf: 2290317 bytes, checksum: 7f7a4c24b72b475628d2c6c665f408e7 (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2016-03-09T17:20:50Z (GMT) / Submitted by PATRICIA BORIM Borim (borim.patricia@gmail.com) on 2016-03-14T22:35:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Patricia Borim 23.02.pdf: 2290317 bytes, checksum: 7f7a4c24b72b475628d2c6c665f408e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-15T13:43:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 borim_p_me_sjrp.pdf: 2290317 bytes, checksum: 7f7a4c24b72b475628d2c6c665f408e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-15T13:43:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 borim_p_me_sjrp.pdf: 2290317 bytes, checksum: 7f7a4c24b72b475628d2c6c665f408e7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Os complexos [RuCl2(S-dmso)3(O-dmso)] (complexo 1) e [RuCl2(PPh3)(S-dmso)2] (complexo 2) foram sintetizados e caracterizados por RMN, FTIR, voltametria cíclica e análise elementar. A atividade catalítica dos complexos 1 e 2 foi investigada na polimerização por abertura de anel via metátese (ROMP) de norborneno (NBE) e na polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) de metacrilato de metila (MMA). As sínteses de polinorborneno (poliNBE) via ROMP com [RuCl2(PPh3)(S-dmso)2] como pré-catalisador foram avaliadas sob diferentes condições de reação ([EDA]/[Ru], [NBE]/[Ru], temperatura e tempo de reação). Os melhores rendimentos de poliNBE foram obtidos a 50 °C durante 120 minutos com razão molar [NBE]/[Ru] = 5000, na presença de 5 µL de EDA. A polimerização de MMA via ATRP foi conduzida independentemente usando os complexos 1 ou 2. Os testes catalíticos na ATRP de MMA foram avaliados em função das razões molares [EBiB]/[Ru] e [MMA]/[Ru] e do tempo de reação. Todos os experimentos via ATRP foram conduzidos à 85 °C. As polimerizações realizadas com 2 mostraram que as massas moleculares aumentaram linearmente com a conversão. As massas moleculares obtidas no estudo cinético com 1 também aumentaram com a conversão, mas foram maiores do que as massas moleculares teóricas. Este comportamento pode ser explicado pelo processo redox reversível de 2, como confirmado por voltametria cíclica. O complexo [RuCl2(PPh3)(S-dmso)2] (2) demonstrou menor atividade catalítica do que o complexo [RuCl2(S-dmso)3(O-dmso)] (1), o qual é consistente com o melhor controle na polimerização. / The [RuCl2(S-dmso)3(O-dmso)] (1) and [RuCl2(PPh3)(S-dmso)2] (2) complexes were synthesized and characterized by NMR, FTIR, cyclic voltammetry and elementary analysis. Their catalytic activity was investigated in the ring-opening metathesis polymerization (ROMP) of norbornene (NBE) and in the atom transfer radical polymerization (ATRP) of methyl methacrylate (MMA). Syntheses of polynorbornene (polyNBE) via ROMP with 2 as precatalyst were evaluated under different reaction conditions ([EDA]/[Ru], [NBE]/[Ru], temperature and reaction time; EDA is ethyldiazoacetate). PolyNBE yields were dependent on the EDA volume, monomer concentration, temperature and reaction time. The best yields of polyNBE were obtained at 50 °C for 120 min with [NBE]/[Ru] = 5000 in presence of 5 µL of EDA. MMA polymerization via ATRP was conducted independently using the complexes 1 and 2 as catalysts as a function of time and initiator and monomer concentration. The kinetic data for polymerizations carried out with 2 show that molecular weights increase linearly with conversion. The molecular weights obtained in the kinetic study with 1 also increase with conversion but show a marked deviation above the theoretical molecular weights. This behavior was explained by the reversible redox process of 2 as confirmed by cyclic voltammetry. The complex [RuCl2(S-dmso)2(PPh3)] (2) promotes the polymerization with a rate of polymerization slower than that obtained using the complex [RuCl2(S-dmso)3(O-dmso)] (1); it is consistent with the better control in the polymerization.

Submitted by André Hideki Silva Idehara (bigandrehideki@hotmail.com) on 2017-06-21T23:19:48Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FINAL - HIDEKI - Versão com Ficha catalográfica.pdf: 3078841 bytes, checksum: c8af57c04331eeae745c24039f407fcd (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-22T16:55:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 idehara_ahs_me_sjrp.pdf: 3078841 bytes, checksum: c8af57c04331eeae745c24039f407fcd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-22T16:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 idehara_ahs_me_sjrp.pdf: 3078841 bytes, checksum: c8af57c04331eeae745c24039f407fcd (MD5) Previous issue date: 2017-05-19 / A investigação de sistemas catalíticos duais capazes de mediar as reações de polimerização por abertura de anel via metátese (ROMP) e de polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) simultaneamente é de grande interesse e importância na obtenção de novos materiais com potencial de aplicação. Neste estudo, novos complexos de Rutênio(II) coordenados a diferentes carbenos N-heterocíclicos derivados de cicloalquilaminas (ciclopentil (IPent) (1a), ciclohexil (IHex) (1b), cicloheptil (IHept) (1c) e ciclooctil (IOct) (1d)) foram sintetizados: [RuCl2(S-dmso)2(IPent)] (2a), [RuCl2(S-dmso)2(IHex)] (2b), [RuCl2(S-dmso)2(IHept)] (2c) e [RuCl2(S-dmso)2(IOct)] (2d). Os sais imidazólicos e seus respectivos complexos de rutênio foram caracterizados por FTIR, UV-Vis, RMN e voltametria cíclica, comprovando-se o sucesso na síntese dos mesmos. Os complexos planejados foram avaliados como precursores catalíticos em reações de ROMP de norborneno (NBE) e em reações de ATRP de metacrilato de metila (MMA). As sínteses de polinorborneno (poliNBE) via ROMP com os complexos 2a-d como pré-catalisadores foram avaliadas sob condições de reação ([EDA]/[Ru] = 28 (5 µL), [NBE]/[Ru] = 5000, temperatura de 50 ºC, utilizando clorofórmio como solvente, variando o tempo até 60 minutos. A polimerização de MMA via ATRP foi conduzida usando os complexos 2a-d na presença de etil-α-bromoisobutirato (EBiB) como iniciador. Os testes catalíticos foram avaliados em função do tempo de reação usando a razão molar [MMA]/[EBiB]/[Ru] = 1000/2/1. Todos os experimentos via ATRP foram conduzidos à 85 °C. A correlação linear do ln([MMA]0/[MMA]) em função do tempo na ATRP de MMA mediada pelos complexos 2a-d indica que a concentração de radicais permanece constante durante a polimerização. As massas moleculares aumentaram com a conversão com a diminuição dos valores de IPD, no entanto, as massas moleculares experimentais foram maiores do que as massas moleculares teóricas. Percebeu-se então que o melhor complexo, para mecanismo via ATRP, na condição descrita, foi o complexo 2d, mostrando uma boa conversão (próximo de 80%) com baixo IPD, enquanto que, para o mecanismo via ROMP, o complexo de melhor atividade foi o 2a. / The investigation of dual catalytic systems able to mediate simultaneously ring-opening metathesis polymerization (ROMP) and atom-transfer radical polymerization (ATRP) reactions is of great interest and importance in obtaining new materials with potential for application. In the study, new complexes of Ruthenium (II) coordinated to different N-heterocyclic carbenes derived from cycloalkylamines (cyclopentyl (IPent) (1a), cyclohexyl (IHex) (1b), cycloheptyl (IHept) (1c) and cyclooctyl (IOct) (1d), [RuCl2(S-dmso)2(IHept)] (2a), [RuCl2(S-dmso)2(IHex)] (2b) [RuCl2(S-dmso)2(IHept)] (2c) and [RuCl2(S-dmso)2(IOct)] (2d). The imidazole salts and their respective ruthenium complexes were characterized by FTIR, UV-Vis, NMR and cyclic voltammetry, proving the success in their synthesis. The planned complexes were evaluated as catalytic precursors in norbornene ROMP (NBE) reactions and in methyl methacrylate (MMA) ATRP reactions. The polynorbornene (polyNBE) syntheses via ROMP with complexes 2a-d as pre-catalysts were evaluated under reaction conditions ([EDA] / [Ru] = 28 (5 μL), [NBE] / [Ru] = 5000, The polymerization of MMA via ATRP was conducted using the complexes 2a-d in the presence of ethyl α-bromoisobutyrate (EBiB) as the initiator.The catalytic tests were evaluated As a function of the reaction time using the molar ratio [MMA] / [EBiB] / [Ru] = 1000/2/1. All ATRP experiments were conducted at 85 °C. The linear correlation of ln ([MMA]0 / [MMA]) as a function of time in MMA ATRP mediated by complexes 2a-d indicates that the concentration of radicals remains constant for a polymerization. As molecular weights increased with a conversion with a decrease in IPD values, however, as experimental molecular masses were higher than as theoretical molecular masses. It was then realized that the best complex, for mechanism via ATRP and in condition, was the 2d complex, showing a good conversion (close to 80%) with low IPD, whereas, for the mechanism via ROMP, the complex of Best activity was the 2a.

Os não-carbeno complexos pentacoordenados do tipo [RuCl2(PPh3)2(amina)], sendo as aminas pirrolidina, azocano e dietilamina, foram sintetizados e caracterizados por análise elementar, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de fósforo-31 e espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica. Estudos da teoria do funcional da densidade dos complexos foram realizados para buscar melhor interpretação dos resultados experimentais obtidos. O complexo [RuCl2(PPh3)2(pirrolidina)] exibiu uma geometria do tipo pirâmide de base quadrada em solução, com a amina na posição apical e as trifenilfosfinasestão trans-posicionada. Os complexos [RuCl2(PPh3)2(azocano)] e [RuCl2(PPh3)2(dietilamina)] exibiram geometria do tipo bipirâmide trigonal na qual as duas trifenilfosfinas estão trans-posicionadas no eixo axial. O complexo [RuCl2(PPh3)2(pirrolidina)] exibiu boa atividade catalítica nas polimerizações de norborneno e norbornadieno, tanto em atmosfera de argônio quanto em ar a 25 °C, como observado com os complexos similares [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] e [RuCl2(PPh3)2(piperidina)]. Os complexos [RuCl2(PPh3)2(azocano)] e [RuCl2(PPh3)2(dietilamina)] obtiveram baixo rendimento de polimerização mesmo a 40 °C. Acredita-se que a geometria do tipo pirâmide de base quadrada seja a ativa para formação da espécie metal-carbeno com o etil diazoacetato no período de indução e favorável para iniciar a reação de polimerização via metátese por abertura de anel. A geometria do tipo bipirâmide trigonal pode dificultar o período de indução. Os estudos teóricos corroboraram com essa discussão. Os polinorbornenos, polinorbornadienos e seus copolímeros obtidos com os três complexos ativos foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono-13, calorimetria exploratória diferencial, análise dinâmico-mecânica, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. O complexo [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] foi eficiente na metátese cruzada entre lignina metacrilada e o 10-undecen-1-ol para modificar a lignina Protobind 2400, e a lignina modificada foi solúvel em diversos solventes. O complexo [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] também foi utilizado na autometátese da olefina terminal do 10-undecen-1-ol para obtenção de um diol que foi usado como segmento flexível e extensor de cadeia em reações de poliuretanas com óleo de mamona ou poli(ε-caprolactona) diol. Esse diol, quando utilizado em pequenas quantidades (10% em massa) nas poliuretanas derivadas do óleo de mamona, foi capaz de prover características adesivas a um material inicialmente rígido. Os resultados das reações de poliuretanas derivadas da poli(ε-caprolactona) diol não apresentaram resultados satisfatórios. / Non-carbene five-coordinate [RuCl2(PPh3)2(amina)] complexes, with pyrrolidine, azocane and diethylamine, were synthesized and characterized by elemental analysis, infrared absorption spectroscopy, ultraviolet-visible absorption spectroscopy, phosphorus-31 nuclear magnetic resonance and electron paramagnetic resonance. Density functional theory studies of the complexes were performed to complete and improve the experimental studies. [RuCl2(PPh3)2(pyrrolidine)] presented a square pyramidal geometry in solution, with the amine in the apical position and trans-positioned phosphines. [RuCl2(PPh3)2(azocane)] and [RuCl2(PPh3)2(diethyl amine)] exhibited a trigonal bipyramidal geometry in solution, with two phosphine molecules trans-positioned in the axial axis. [RuCl2(PPh3)2(pyrrolidine)] presented activity for ring opening metathesis polymerization of norbornene and norbornadiene under either air or inert atmosphere of argon at 25 °C, as observed with the parent complexes with perhydroazepine and piperidine. The latter three complexes presented square pyramidal geometries and high yields of polynorbornene and polynorbornadiene, different from the trigonal bipyramidal geometry of the complexes with azocane and diethylamine, which showed lower yields for polymerization even at 40 °C. This suggests that the cyclic amines in the apical position of the square pyramidal geometry provoke less steric hindrance, which provides prompt reactivity for ring opening metathesis polymerization. The bipyramidal geometry can hinder the induction period. Theoretical studies corroborate this discussion. The polynorbornenes, polynorbornadienes, and their copolymers obtained with the three active complexes were characterized by carbon-13 nuclear magnetic resonance, differential scanning calorimetry, dynamic mechanical analysis, thermogravimetry analysis, and scanning electron microscopy. [RuCl2(PPh3)2(perhydroazepine)] was efficient to perform cross metathesis between the methacrylate lignin and 10-undecen-1-ol to modify the Protobind 2400 lignin, and the modified lignin was soluble in several solvents. Self-metathesis of the terminal olefin in 10-undecen-1-ol was conducted in the presence of [RuCl2(PPh3)2(perhydroazepine)] and ethyl diazoacetate to form a bioderived diol. The diol was utilized as soft segment and chain extender in polyurethane reactions with castor oil or poly(ε-caprolactone) diol. At only 10 wt% of the diol, an adhesive characteristic was observed in the castor oil-based polyurethane. The results from poly(ε-caprolactone) diol-based polyurethane were not satisfactory.

Les cucurbiturils (CBn) sont des molécules-cages synthétiques constituées d’un nombre n d’unités glycoluril et dont les applications en chimie, en biologie et en physique ont commencé à être exploitées au début des années 2000. Ces composés trouvent leur importance dans un grand nombre de domaines incluant la chimie en phase solide, le piégeage des contaminants en solution, la catalyse ou encore l’encapsulation de principes actifs pour des applications pharmaceutiques futures. Ces récentes molécules-cages rejoignent le large groupe des récepteurs synthétiques comprenant les cyclodextrines, les calixarènes, les cryptophanes, les carcérands et hémicarcérands. L’encapsulation des gaz dans ce type de structures est encore mal connue à l’heure actuelle et, dans ces travaux de thèse, notre intérêt s’est porté sur la complexation de gaz, notamment de xénon, dans les cucurbiturils. Ces travaux ont débuté par la synthèse de nouveaux cucurbiturils hydrosolubles dans le but d’étudier leur capacité d’encapsulation des gaz rares et de petits alcanes comme le méthane et l’éthane, notre objectif final étant de définir de nouvelles règles régissant l’encapsulation des gaz par les cucurbiturils. Les gaz rares allant de l’hélium au krypton ont été étudiés. Parmi ces gaz, le xénon hyperpolarisé a particulièrement retenu notre attention du fait de son intérêt dans la conception de biosondes pour le développement de nouvelles méthodes de diagnostic en IRM. Dans ce mémoire, la synthèse de nouveaux cyclohexylcucurbiturils mixtes hydrosolubles et leurs études en présence de xénon sont rapportées. Un nouveau cucurbituril mixte constitué de cinq unités glycoluril et d’une unité glycoluril à six chaînons a également été synthétisé. Les deux premiers chapitres constituent une introduction au phénomène d’encapsulation des gaz ainsi que des généralités sur la famille des cucurbiturils. Le troisième chapitre est consacré aux résultats obtenus au laboratoire sur la synthèse de nouveaux composés. Dans un quatrième chapitre, nous avons développé une méthode permettant la préparation de précurseurs d’analogues acycliques de cucurbiturils. Pour cela, la réaction de métathèse par ouverture de cycle associée à la métathèse croisée (ROM-CM) a été utilisée pour mener à bien cette synthèse. Enfin, un cinquième chapitre est consacré aux résultats concernant l’étude de l’encapsulation de gaz dans les nouveaux cucurbiturils synthétisés, étude effectuée en collaboration avec le Laboratoire de Structure et Dynamique par Résonance Magnétique du CEA de Saclay. / The cucurbituril family (CBn) constitutes a group of recent synthetic host-molecules. These compounds are formed by n glycoluril units and, since the beginning of the 2000’s, they have found their interest in multiple domains such as biology, chemistry and physics. They have joined the large group of synthetic receptors comprising cyclodextrins, calixarens, cryptophanes, carcerands and hemicarcerands. Gaz encapsulation in this family of compounds is misunderstood. In these PhD works, our interest concerned gaz complexation, especially xenon, into cucurbiturils. First, the synthesis of new hydrosoluble cucurbiturils to study their ability to encapsulate noble gaz and small alcans such as methan and ethan is described. Our final goal will be to define new rules concerning gaz encapsulation by cucurbiturils. Noble gaz from helium to krypton have been studied. Among these noble gaz, xenon is particularly interesting in the domain of biosensing, for the design of new diagnostic methods by MRI. In this manuscript, the synthesis of a family of hydrosoluble cyclohexylcucurbiturils and their ability to encapsulate xenon is described. Another new cucurbituril constituted by five glycoluril units and one glycoluril unit forming a six-membered ring, has also been prepared. The first two parts of the manuscript present the gaz encapsulation and the cucurbituril family. The third part describes our results concerning the new synthetized cucurbiturils. In the fourth part, we have developped a method based on metathesis reactions (ROM-CM) for preparing some precursors of acyclic congeneers of cucurbiturils. Lastly, the fifth part concerns results about gaz encapsulation. All of this study has been driven in collaboration with Laboratoire de Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (CEA Saclay).

Os não-carbeno complexos pentacoordenados do tipo [RuCl2(PPh3)2(amina)], sendo as aminas pirrolidina, azocano e dietilamina, foram sintetizados e caracterizados por análise elementar, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de fósforo-31 e espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica. Estudos da teoria do funcional da densidade dos complexos foram realizados para buscar melhor interpretação dos resultados experimentais obtidos. O complexo [RuCl2(PPh3)2(pirrolidina)] exibiu uma geometria do tipo pirâmide de base quadrada em solução, com a amina na posição apical e as trifenilfosfinasestão trans-posicionada. Os complexos [RuCl2(PPh3)2(azocano)] e [RuCl2(PPh3)2(dietilamina)] exibiram geometria do tipo bipirâmide trigonal na qual as duas trifenilfosfinas estão trans-posicionadas no eixo axial. O complexo [RuCl2(PPh3)2(pirrolidina)] exibiu boa atividade catalítica nas polimerizações de norborneno e norbornadieno, tanto em atmosfera de argônio quanto em ar a 25 °C, como observado com os complexos similares [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] e [RuCl2(PPh3)2(piperidina)]. Os complexos [RuCl2(PPh3)2(azocano)] e [RuCl2(PPh3)2(dietilamina)] obtiveram baixo rendimento de polimerização mesmo a 40 °C. Acredita-se que a geometria do tipo pirâmide de base quadrada seja a ativa para formação da espécie metal-carbeno com o etil diazoacetato no período de indução e favorável para iniciar a reação de polimerização via metátese por abertura de anel. A geometria do tipo bipirâmide trigonal pode dificultar o período de indução. Os estudos teóricos corroboraram com essa discussão. Os polinorbornenos, polinorbornadienos e seus copolímeros obtidos com os três complexos ativos foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono-13, calorimetria exploratória diferencial, análise dinâmico-mecânica, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. O complexo [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] foi eficiente na metátese cruzada entre lignina metacrilada e o 10-undecen-1-ol para modificar a lignina Protobind 2400, e a lignina modificada foi solúvel em diversos solventes. O complexo [RuCl2(PPh3)2(peridroazepina)] também foi utilizado na autometátese da olefina terminal do 10-undecen-1-ol para obtenção de um diol que foi usado como segmento flexível e extensor de cadeia em reações de poliuretanas com óleo de mamona ou poli(ε-caprolactona) diol. Esse diol, quando utilizado em pequenas quantidades (10% em massa) nas poliuretanas derivadas do óleo de mamona, foi capaz de prover características adesivas a um material inicialmente rígido. Os resultados das reações de poliuretanas derivadas da poli(ε-caprolactona) diol não apresentaram resultados satisfatórios. / Non-carbene five-coordinate [RuCl2(PPh3)2(amina)] complexes, with pyrrolidine, azocane and diethylamine, were synthesized and characterized by elemental analysis, infrared absorption spectroscopy, ultraviolet-visible absorption spectroscopy, phosphorus-31 nuclear magnetic resonance and electron paramagnetic resonance. Density functional theory studies of the complexes were performed to complete and improve the experimental studies. [RuCl2(PPh3)2(pyrrolidine)] presented a square pyramidal geometry in solution, with the amine in the apical position and trans-positioned phosphines. [RuCl2(PPh3)2(azocane)] and [RuCl2(PPh3)2(diethyl amine)] exhibited a trigonal bipyramidal geometry in solution, with two phosphine molecules trans-positioned in the axial axis. [RuCl2(PPh3)2(pyrrolidine)] presented activity for ring opening metathesis polymerization of norbornene and norbornadiene under either air or inert atmosphere of argon at 25 °C, as observed with the parent complexes with perhydroazepine and piperidine. The latter three complexes presented square pyramidal geometries and high yields of polynorbornene and polynorbornadiene, different from the trigonal bipyramidal geometry of the complexes with azocane and diethylamine, which showed lower yields for polymerization even at 40 °C. This suggests that the cyclic amines in the apical position of the square pyramidal geometry provoke less steric hindrance, which provides prompt reactivity for ring opening metathesis polymerization. The bipyramidal geometry can hinder the induction period. Theoretical studies corroborate this discussion. The polynorbornenes, polynorbornadienes, and their copolymers obtained with the three active complexes were characterized by carbon-13 nuclear magnetic resonance, differential scanning calorimetry, dynamic mechanical analysis, thermogravimetry analysis, and scanning electron microscopy. [RuCl2(PPh3)2(perhydroazepine)] was efficient to perform cross metathesis between the methacrylate lignin and 10-undecen-1-ol to modify the Protobind 2400 lignin, and the modified lignin was soluble in several solvents. Self-metathesis of the terminal olefin in 10-undecen-1-ol was conducted in the presence of [RuCl2(PPh3)2(perhydroazepine)] and ethyl diazoacetate to form a bioderived diol. The diol was utilized as soft segment and chain extender in polyurethane reactions with castor oil or poly(ε-caprolactone) diol. At only 10 wt% of the diol, an adhesive characteristic was observed in the castor oil-based polyurethane. The results from poly(ε-caprolactone) diol-based polyurethane were not satisfactory.

As reações de metatese assim como o desenvolvimento de complexos metal-carbeno (W, Mo, Ru) se tornaram amplamente conhecidos na química graças aos avanços que trouxeram. Na química orgânica, possibilitou a síntese de macrocíclos por meio da RCM e na química de polímeros a ROMP permitiu um alto grau de controle da polimerização além da alta reatividade dos catalisadores. Isso fez desta reação uma poderosa ferramenta no desenvolvimento de novos materias. A tentativa de combinar a processabilidade dos polímeros com as propriedades luminescentes de determinandos compostos tem sido tema de muitas pesquisas.O objetivo deste trabalho é derivatizar compostos luminescentes , como o complexo metálico [Ru(bpy)3] (PF6)2e a porfirina tetrakis-(pentafluorfenil)porfirina (TPPF20), com o monômero norborneno (NBE) para obtenção de monômeros lumiscentes passíveis de serem polimerizados via ROMP. Aqui será apresentado e discutido a síntese e a caracterização desses compostos partindo-se dos reagentes: ácido-5-norborneno-2carboxílico; etilenodiamina e o ácido-2,2\'-bipiridina-4,4\'-dicarboxílico, cis-[RuCl2(bpy)2] e a porfirina TPPF20. Os compostos foram sintetizados com rendimentos superiores a 60%, com exceção da obtenção da porfirina, e caracterizados por RMN - 1H e 13C; FTIR; UV-vis. Os estudos de copolimerização entre NEN (norborneno-etilenodiamina-norborneno), NBE-TPPF e [Ru(bpy)2(NBbpy)](PF6)2 foram feitos usando o catalisador de Grubbs segunda gereação. Os polímeros gerados foram caracterizados usando TG-FTIR e RMN-1H, as massas moleculares não puderam ser calculadas por GPC porém os estudos indicam obtenção de baixo peso molelcular. O material obtido foi testado como sensibilizador em vidro condutor ITO, porém não houve adsorção do composto necessitam algumas modificações no metalomonômero. / The metathesis reactions as well as the development of metal-carbene complexes (W, Mo, Ru) became widely known in chemistry thanks to advancements brought. In organic chemistry, it enabled the synthesis of macrocycle by RCM. Useful for the synthesis of natural products. In polymer chemistry, ROMP, allow a high degree of polymerization control. This made the ROMP reaction a powerful tool in the development of new materials. In attempt to combine the processability of polymers with luminescent properties of such compounds has been the subject of several researchs. The aim of this work is to synthesize luminescent compounds based on [Ru(bpy)3] (PF6)2 metal complex and on the porphyrin tetrakis-(pentafluorphenyl)porphyrin (TPPF20), funcionalized with pendant norbornene monomer (NBE) to obtain lumiscentes monomers which can undergo ROMP polymerization. Here will be discussed the synthesis and characterization of these compounds using as starting materials: 5-norbornene-2-carboxylic acid; ethylenediamine; 2,2\'-bipyridine-4,4\'dicarboxylic acid, cis-[RuCl2(bpy)2] and the porphyrin TPPF20. The compounds were synthesized with yields higher than 60%, with the exception of the porphyrin, and characterized by 1H and 13C-NMR; FTIR; UV-vis. Copolymerization reaction between NEN (Norbornene-Ethylenediamine-Norbornene), NBE-TPPFe [Ru(bpy)2(NBbpy)] (PF6)2 were performed using Grubbs second generation catalyst. Resultinf polymers were characterized by TG-FTIR and 1H-NMR, molecular weight could not be measured by GPC, since polymers were insoluble, but studies indicate low molelcular weight. The material obtained was tested as sensitizer in conductive glass ITO. The polymer didn\'t adsorb in to the ITO surface. Some changes in the compound molecular structure are required to improve adsorption.

As reações de metatese assim como o desenvolvimento de complexos metal-carbeno (W, Mo, Ru) se tornaram amplamente conhecidos na química graças aos avanços que trouxeram. Na química orgânica, possibilitou a síntese de macrocíclos por meio da RCM e na química de polímeros a ROMP permitiu um alto grau de controle da polimerização além da alta reatividade dos catalisadores. Isso fez desta reação uma poderosa ferramenta no desenvolvimento de novos materias. A tentativa de combinar a processabilidade dos polímeros com as propriedades luminescentes de determinandos compostos tem sido tema de muitas pesquisas.O objetivo deste trabalho é derivatizar compostos luminescentes , como o complexo metálico [Ru(bpy)3] (PF6)2e a porfirina tetrakis-(pentafluorfenil)porfirina (TPPF20), com o monômero norborneno (NBE) para obtenção de monômeros lumiscentes passíveis de serem polimerizados via ROMP. Aqui será apresentado e discutido a síntese e a caracterização desses compostos partindo-se dos reagentes: ácido-5-norborneno-2carboxílico; etilenodiamina e o ácido-2,2\'-bipiridina-4,4\'-dicarboxílico, cis-[RuCl2(bpy)2] e a porfirina TPPF20. Os compostos foram sintetizados com rendimentos superiores a 60%, com exceção da obtenção da porfirina, e caracterizados por RMN - 1H e 13C; FTIR; UV-vis. Os estudos de copolimerização entre NEN (norborneno-etilenodiamina-norborneno), NBE-TPPF e [Ru(bpy)2(NBbpy)](PF6)2 foram feitos usando o catalisador de Grubbs segunda gereação. Os polímeros gerados foram caracterizados usando TG-FTIR e RMN-1H, as massas moleculares não puderam ser calculadas por GPC porém os estudos indicam obtenção de baixo peso molelcular. O material obtido foi testado como sensibilizador em vidro condutor ITO, porém não houve adsorção do composto necessitam algumas modificações no metalomonômero. / The metathesis reactions as well as the development of metal-carbene complexes (W, Mo, Ru) became widely known in chemistry thanks to advancements brought. In organic chemistry, it enabled the synthesis of macrocycle by RCM. Useful for the synthesis of natural products. In polymer chemistry, ROMP, allow a high degree of polymerization control. This made the ROMP reaction a powerful tool in the development of new materials. In attempt to combine the processability of polymers with luminescent properties of such compounds has been the subject of several researchs. The aim of this work is to synthesize luminescent compounds based on [Ru(bpy)3] (PF6)2 metal complex and on the porphyrin tetrakis-(pentafluorphenyl)porphyrin (TPPF20), funcionalized with pendant norbornene monomer (NBE) to obtain lumiscentes monomers which can undergo ROMP polymerization. Here will be discussed the synthesis and characterization of these compounds using as starting materials: 5-norbornene-2-carboxylic acid; ethylenediamine; 2,2\'-bipyridine-4,4\'dicarboxylic acid, cis-[RuCl2(bpy)2] and the porphyrin TPPF20. The compounds were synthesized with yields higher than 60%, with the exception of the porphyrin, and characterized by 1H and 13C-NMR; FTIR; UV-vis. Copolymerization reaction between NEN (Norbornene-Ethylenediamine-Norbornene), NBE-TPPFe [Ru(bpy)2(NBbpy)] (PF6)2 were performed using Grubbs second generation catalyst. Resultinf polymers were characterized by TG-FTIR and 1H-NMR, molecular weight could not be measured by GPC, since polymers were insoluble, but studies indicate low molelcular weight. The material obtained was tested as sensitizer in conductive glass ITO. The polymer didn\'t adsorb in to the ITO surface. Some changes in the compound molecular structure are required to improve adsorption.