Synthesis and characterization of main group elements in organic structures (Synthèse et caractérisation des éléments du groupe principal dans les structures organiques)

Hoffmann, Jonas - (2021-03-02) / Universite de Rennes 1, Universität Bremen (Allemagne) Synthesis and characterization of main group elements in organic structures Langue : Anglais Directeur de thèse:  Hissler, Muriel; Staubitz, Anne Laboratoire :  ISCR Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Thématique : Chimie, minéralogie, cristallographie

Accès à la ressource :  https://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversion... Mots-clés : Chimie organométallique, Chimie du groupe principal, HAP, Chimie organométallique, Composés aromatiques polycycliques Résumé : Cette thèse s'est concentrée sur l'effet des principaux éléments du bloc p dans les matériaux à propriétés optiques (colorants) et s’est articulée autour de deux projets majeurs qui sont 1) l'influence de l’insertion des éléments lourds du groupe 14 dans les systèmes π-conjugués et les matériaux fonctionnels sur les propriétés optoélectroniques 2) l'incorporation d’unités triel/pnictogène (éléments du groupe 13/15) dans des structures organiques pour des nouveles propriétés optoélectroniques. Initialement, divers azobenzènes substitués par un tétrel de triméthyle ont été préparés et utilisés comme précurseurs synthétiques. En outre, l'effet du tétrel sur les propriétés optiques et le comportement de commutation a été étudié. Le deuxième sujet était de comparer les propriétés optoélectroniques d'hétérocycles à cinq chaînons contenant de l'étain (stannoles) avec leurs analogues de thiophène et d'évaluer davantage leur stabilité électrochimique pour les procédés d'électropolymérisation. Ensuite, l’incorporation d’unitees bore/azote ou bore/ phosphore dans les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) a été étudiée. La substitution BN des coronènes diimides acceptant les électrons a conduit à des propriétés optiques qui ont été étudiées en solution, à l'état solide ainsi que dans des dispositifs électroniques (OLED/OFET). L’insertion d’un groupe donneur d'électrons fort situé sur de l'atome de bore a entraîné la formation de triades donneur-accepteur-donneur avec des orbitales HO/BV plus proches et une absorption décalée vers le rouge. De plus, ces systèmes possédaient des propriétés uniques de luminescence et d'oxydoréduction dépendant du solvant. Outre la chimie bien établie des dérivé BN, les HAP substitués par la fonction BP ont également été étudiés de manière théorique et des concepts pour leur synthèse ont été développés. Pour cela, une variété de bis(biaryl)phosphines ont été synthétisées et mises en réaction avec des espèces de bore électrophiles. Résumé (anglais) : This thesis focused on the effect of main group elements in optical active materials (dyes) and pursued two major projects which are 1) influence of late group 14 elements on π-conjugated systems and functional materials 2) embedding of triel/pnictogene (group 13/15 elements) units in organic structures for superior optoelectronic properties. Initially, various trimethyl(tetrel)-substituted azobenzenes were prepared and used as a synthetic precursor for larger azobenzene-based structures. Furthermore, the effect of the respective tetrel towards the optical properties and switching behaviour was investigated. The second subject was to compare the optoelectronic properties of five-membered tin-containing heterocycles (stannoles) with their thiophene analogs and to further evaluate their electrochemical stability for electropolymerization processes. Then, the implementation of boron/nitrogen or boron/ phosphorus units in polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) was studied. The BN-substitution of electron-accepting coronene diimides led to fascinating optical properties that were studied in solution, solid-state and additional in organic electronic devices (OLED/OFET). A combination with a strong electron-donating group located at the boron atom resulted in the formation of donor-acceptor-donor triads with narrower HOMO-LUMO gaps and bathochromic shifted absorption. Moreover, these systems held unique solvent-dependent luminescence and redox properties. Apart from well-established BN-chemistry, also BP-substituted PAHs were theoretically investigated and concepts towards their synthesis were developed. For this, a variety of bis(biphenyl)phosphines were synthesized and reacted with electrophilic boron species. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-16563

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