Chiralité et luminescence font bon ménage
Des chercheurs de l’Institut parisien de chimie moléculaire (CNRS/UPMC) ont utilisé pour la première fois des ligands organométalliques chiraux comme entités structurantes pour contrôler l'assemblage de molécules luminescentes à base de platine. Ils ont montré que ces luminophores présentaient une forte luminescence due à l’arrangement chiral imposé par ces ligands. Ce travail est publié dans la revue Chemistry a european journal.
Un objet est appelé chiral s’il constitue l’image miroir d’un autre objet avec lequel il ne se confond pas. La chiralité est une propriété de la matière qui fascine depuis toujours les scientifiques. Par exemple dans l'odorat, l’éniantiomère (R)-limonène donne l'odeur de l'orange alors que l’énantiomère (S)-limonène celle du citron.
Si en chimie organique ce concept est courant et les synthèses de mieux en mieux maitrisées, il n’en va pas de même en chimie de coordination dans l'élaboration de matériaux luminescents. Les chercheurs de l’Institut parisien de chimie moléculaire ont donc voulu voir s’il était possible de contrôler la luminescence de complexes organométalliques en jouant sur leur chiralité.
Ils ont choisi le platine comme ion métallique car il possède une géométrie favorable à de fortes interactions Pt---Pt entre monomères conduisant à des assemblages supramoléculaires qui vont générer la luminescence. L’idée originale a ensuite été d’utiliser des ligands qui imposent un environnement chiral autour des ions Pt. Ce sont ces ligands qui contrôlent l’agrégation des complexes et donc la géométrie à l’échelle supramoléculaire, c’est-à-dire la chiralité. Les systèmes ainsi obtenus sont de très bons émetteurs de lumière rouge. Les chercheurs ont également montré que le degré de chiralité des assemblages (homochiral, ne présentant qu’une forme énantiomérique ou hétérochiral, présentant un mélange des deux énantiomères) influençait directement leur luminescence.
Ces nouveaux systèmes ouvrent des perspectives dans le domaine de la photoluminescence, notamment pour élaborer des OLEDs aux propriétés de luminescence contrôlées.
(*) Des objets chiraux se présentent alors sous deux formes (énantiomères) qui sont l’image miroir l’une de l'autre. L’exemple le plus connu est la main, la droite étant l’image miroir de la gauche.
Référence
Hugo Sesolis, Julien Dubarle-Offner, Carmen K. M. Chan, Emmanuel Puig, Geoffrey Gontard, Pierre Winter, Andrew L. Cooksy, Vivian W. W. Yam & Hani Amouri
Highly phosphorescent crystals of square-planar platinum complexes with chiral organometallic linkers: homochiral versus heterochiral arrangements, induced circular dichroism, and TD-DFT calculations
Chemistry a european journal, 3 mai 2016
DOI: 10.1002/chem.201601161