Nouveaux systèmes conjugués linéaires intégrant des motifs 3,4-éthylènedioxythiophènes (EDOT) : synthèse et étude des propriétés électroniques

New linear conjugated systems with 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) moieties : synthesis and study of electronic properties

• Auteur / Autrice : Mathieu Turbiez
• Direction : Pierre Frère
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Angers
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'ingénierie moléculaire et matériaux organiques (UMR CNRS 6501)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Innovation

Propriétés électriques

Polymères conjugués

Synthèse (chimie)

Semiconducteurs organiques

Résumé

Ce travail porte sur l'élaboration et l'étude des propriétés de nouveaux systèmes conjugués linéaires (SCL) intégrant des motifs 3,4-éthylènedioxythiophènes (EDOT). La synthèse d'oligomères variant par la longueur ainsi que par le nombre et la position des motifs EDOTs qu'ils contiennent est décrite. L'analyse des propriétés optiques et électrochimiques montre clairement une influence marquée de l'EDOT sur la structure des oligomères. L'effet donneur du groupement éthylènedioxy augmente sensiblement le niveau de la HOMO et contribue à localiser les charges sur le motif EDOT. Une rigidification des molécules par des interactions intramoléculaires entre les atomes d'oxygène des groupements éthylènedioxy et de soufre d'un thiophène adjacent est observée. Une dernière partie propose deux alternatives à l'utilisation de l'EDOT, son analogue soufré l'EDST et le 3,6-diméthoxy-thiénothiophène, qui constituent des pistes intéressantes pour obtenir des polymères à faible gap plus solubles que le PEDOT.

This work concerns the development and the study of the properties of new linear conjugated systems (LCS) built with 3,4-ethylenedioxythiophenes (EDOT) moieties. The synthesis of oligomers varying by their length, the number and the position of the EDOT units in the conjugated chain is described. The analysis of the optical and electrochemical properties clearly shows a marked influence of the EDOT unit on the structure of oligomers. The donor effect of the ethylenedioxy group increases the level of the HOMO and contributes to locate the positive charge on the EDOT moieties. A rigidification of the molecules, by intramolecular interactions between oxygen atoms of ethylenedioxy group and the sulphur atoms of an adjacent thiophene cycle, is observed. The last part proposes two alternatives for replacing the EDOT core, its sulphur analogue, EDST, and the3,6-dimethoxy-thienothiophene, which constitute interesting ways to obtain low gap polymers more soluble than the PEDOT.