Première navette moléculaire à base de cuivre
Évolution des navettes moléculaires à base de cuivre

2.1 Structure et principe

En même temps que la première navette moléculaire créée en 1994 par J.F. Stoddart, a été développée à Strasbourg, dans l'équipe de Jean-Pierre Sauvage, la première machine moléculaire électrochimique à base de caténane de cuivre. Quelques mois plus tard, en adaptant le même principe de fonctionnement à un rotaxane, a été créée la première navette moléculaire à base de cuivre .

Les machines moléculaires à base de cuivre utilisent des propriétés de chimie de coordination, c'est-à-dire la faculté qu'ont certaines molécules organiques, appelées ligands, à se lier via des doublets électroniques non liants, à des atomes ou des ions métalliques pour former des complexes. Dans le cas des systèmes développés dans le groupe de recherche de Jean-Pierre Sauvage, les centres métalliques sont des ions cuivre(I) et cuivre(II), et les ligands utilisés sont des molécules organiques comportant deux ou trois azotes dans des motifs de type polypyridine (une pyridine est un cycle aromatique à cinq carbones et un azote).

Ainsi, la première navette moléculaire à base de cuivre est un rotaxane constitué de deux parties (figure 3) :

• un anneau, ou macrocycle m-30 car d'un périmètre de 30 atomes, comportant un ligand à deux azotes de type phénanthroline (phen) ;

• un axe à deux stations, dont les extrémités sont occupées par des groupements encombrants plus larges qu'un anneau m-30. Chaque station est constituée d'un ligand azoté, l'une étant de type phénanthroline à deux azotes (bidentate) et l'autre étant de type terpyridine (terpy) à trois azotes...