Monodisperse macromolecules with tailored architecture constitute the key to designing efficient and smart nanomaterials. They offer real potential to achieve this goal, and one of the earlier challenges faced by this novel class of macromolecules has been addressed by the evolutions in their synthetic methodologies. In this thesis, i) inorganic, organometallic, and organic synthetic routes are employed to construct mono- and bi-functional dendrimers; and ii) a detailed study including an evaluation of their structure-property relationships using a combination of experiment with theoretical calculations, and their applications in molecular encapsulations and drug delivery, are reported. Geometric characterization of 3,5-dihydroxybenzyl alcohol (DHBA)-based dendrimers, using aminosilanes as linkers was achieved using molecular mechanics MM+ method and the PM3 semi-empirical molecular orbital theory. Optimization of DHBA-based dendrimer generations 1-5 (DG1-5) suggested that DG1-3 have a relatively open structure with no internal spaces of any particular size or shape, while DG4 and 5 assume a more globular structure with well-defined internal cavities. Encapsulation of disperse red 1 (DR1) into the cavities of these dimethylsilyl linked DHBA-based dendrimers led to a blue shift in the λmax of DR1, and transmission electron microscopy (TEM) showed a rectangular shape of dendritic aggregates containing DR1. Catalytic activity of (COD)RhCl(PPh2(CH2)3OH) encapsulated in dendritic aggregates of generations 1-4, indicated a significant decrease in catalytic conversion of 1-decene to decane in dendrimer generation 4 upon going from a concentration below critical aggregation concentration (cac) to above cac. Subsequently, a simple divergent methodology to synthesize 1,3,5-triethynylbenzene (TEB)-based dendrimers, using amino stannanes as linkers, was developed. A theoretical evaluation of their structure suggested that they evolve into a turbine shape with benzene rings / Les macromolecules monodisperses possédant une architecture modulée constituent la clé au design de nanomatériaux efficaces et intelligents. Elles offrent un réel potentiel pour atteindre ce but, et un des défis précédemment rencontrés par cette nouvelle classe de macromolécules a été adressé par l'évolution de leurs méthodologies synthétiques. Dans cette thèse, i) des routes synthétiques inorganiques, organométalliques et organiques sont employées pour construire des dendrimères mono et bi-fonctionnels; et ii) une étude détaillée incluant une évaluation de leurs relations structure-propriété, utilisant une combinaison d'expériences incluant des calculs théoriques, ainsi que leurs applications en encapsulation moléculaire et en libération de médicaments, sont rapportées. La caractérisation géométrique de dendrimères composés d'unités d'alcool 3,5-dihydroxybenzyle (DHBA), pontées par des aminosilanes a été accomplie utilisant la méthode de mécanique moléculaire MM+ ainsi que la théorie des orbitales moléculaires semi-empirique PM3. L'optimisation des dendrimères DHBA de génération 1-5 (DG1-5) a suggéré que DG1-3 possèdent une structure relativement ouverte sans espaces internes de grandeur ou de forme particulière, tandis que DG4 et 5 possèdent une structure plus globulaire caractérisée par des cavités internes bien définies. L'encapsulation de disperse red 1 (DR1) dans les cavités des dendrimères composés d'unités DHBA pontés par des diméthylsilyles a mené à un déplacement vers le bleu du λmax de DR1, et la microscopie électronique en transmission (TEM) a démontré une forme rectangulaire pour les agrégats dendritiques comprenant DR1. L'activité catalytique de (COD)RhCl(PPh2(CH2)3OH encapsulé dans les agrégats dendritiques des generations 1-4, a indiqué une diminution significative dans la conversion catalytique de 1-decene à décane pour le dendrimère de génération 4. Subséquemment,
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.86681 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Hourani, Rami |
| Contributors | Ashok K Kakkar (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Chemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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