[ca] L'objectiu del treball de recerca d'aquesta tesis doctoral és el disseny i síntesis de contenidors moleculars que responguin a estímuls externs mitjançant la incorporació d'unitats foto-isomeritzables (photoswitchable units (PUs) en anglès) a les estructures tant del receptor com de la molècula reconeguda. S'han utilitzat dos tipus de PUs amb propietats diferenciades, hemitioindigos i espiropirans, incorporats a dos tipus de macrocicles, calix[4]arè i calix[4]pirrole. S'ha estudiat la isomerització de les PUs mitjançant la irradiació amb llum i el tractament àcid-base així com l'efecte d'aquesta en les propietats d'enllaç i encapsulació tant dels receptors unimoleculars com de les capsules supramoleculars. Primerament es descriu la síntesis i la caracterització fotoquímica de dos hemitioindigos que presenten un grup N-òxid terminal. S'ha demostrat la isomerització Z/E sota llum visible (λ = 450 nm) i s'ha estudiat en detall la constant d'enllaç dels dos isomers Z/E en la cavitat aromàtica polar d'un receptor calix[4]pirrole super aril-extès en dissolvents orgànics. Seguidament, s'han dissenyat i sintetitzat dos calixarens tetra-urea decorats amb quatre unitats hemitioindigo al cèrcol superior. S'ha descrit la seva síntesis i s'ha investigat la seva dimerització en dissolvents orgànics no-polars en presència de salts de tetrametilfosfoni. També es descriuen els intents de foto-isomerització tant dels monòmers com dels agregats de les tetra-ureas. Finalment, s'ha sintetitzat un calixarè tetra-urea amb quatre grups espiropirà al cèrcol superior. S'ha estudiat el seu auto-assemblatge en capsules homo- i hetero- dimèriques, aquesta última en presència d'un calix[4]pirrole i un N-òxid. S'han realitzat estudis d'auto-assemblatge, "self-sorting", estudis foto- i acido- cròmics de les capsules en dissolvents clorats. Els resultats suggereixen que els tractaments àcid-base de les capsules són reversibles i pronostiquen bons resultats en el transport i alliberament controlat de molècules.

[en] The aim of the research work included in this doctoral thesis is the design and synthesis of stimuli-responsive host-guest systems in which photoswitchable units are covalently incorporated into either the receptor's or the guest's scaffold. We use two photoswitches with distinct properties, hemithioindigos and spiropyrans, and two types of macrocyclic scaffolds based on calix[4]arene and calix[4]pyrrole. We study how light-irradiation and acid-base treatments induce the isomerization of the molecular switch. We were especially interested in coupling the isomerization processes with the binding affinity and the encapsulation properties of unimolecular receptors and supramolecular capsules, respectively. First, we describe the synthesis and photochemical characterization of two hemithioindigos featuring a terminal N-oxide moiety. We probe their Z/E reversible photoisomerization with visible light (λ = 450 nm) and we provide a detailed study of the 1:1 binding and its effect on the switching of the Z- and E-HTI isomers into the polar aromatic cavity of a super aryl-extended calix[4]pyrrole receptor in organic solvent. Next, we design and synthesize two tetraurea calix[4]arenes decorated with four hemithioindigo units at the upper rim. We describe the synthetic efforts to obtain these receptors and we investigate their dimerization in a variety of non-polar organic solvents and in the presence of tetramethyl phosphonium salts. We also report the tentative photoisomerization of the tetraureas in the monomeric state and involved in aggregates. Finally, we synthesize a stimuli-responsive tetraurea calix[4]arene featuring four appended spiropyran groups at its upper rim, which self-assembles into a homo- or heterodimeric capsule, the latter in the presence of a calix[4]pyrrole counterpart and a suitable N-oxide templating guest. The self-assembly, self-sorting, photo- and acidochromic studies of the capsular systems in chlorinated solvents are discussed. Our results suggest that the acid-base treatments are reversible and augur well for the transport and release of molecular cargo.