Vers des nanorubans aromatiques : approches par formation de céramidonines et par réaction de Perkin

The ceramidonine and perkin approaches to aromatic nanoribbons

• Auteur / Autrice : Parantap Sarkar
• Direction : Harald Bock
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique de la matière condensée
• Date : Soutenance le 20/07/2012
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche Paul Pascal (Pessac ; 1963-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Richetti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoît Colasson, Corine Mathonière
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Roger Hiorns, Stéphane Baudron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement de coin

Ceramidonines

Polythiophènes

Chimie organique

Graphène

Mots clés libres

Nanorubans

Graphène

Chimie organique

Polythiophène

Céramidonine

Réaction de Perkin

Nanoribbon

Graphene

Organic chemistry

Polythiophene

Ceramidonine

Perkin reaction

Résumé

Les nanorubans de graphène (NRGs) sont des matériaux prometteurs pour l'organique électronique, à mi chemin entre polymères conjugués et nanotubes de carbone. Deux approches différentes pour la synthèse de nanorubans aromatiques sont développées et évaluées. La première est fondée sur la formation de céramidonines par cyclisation d'arylamino-anthraquinones en milieu acide. Plusieurs tétraaza-arènes incorporant deux de ces unités sont obtenus, mais l'approche s'est uniquement avérée appropriée dans le cas de courts substrats. La seconde approche repose sur la condensation d'acides aryle-acétiques avec des formylarènes ou acides aryle-glyoxyliques, suivie soit de cyclo-deshydrogénations en présence de quinone, soit de deshydrodebromation catalysée par le palladium, pour donner des arenes carboxy-substitués allongés. La méthode impliquant la quinone s'avère limitée à des substrats suffisamment réactifs tels que des thiophènes et laisse envisager des poly(arènodithiophènes) en partie rigidifiés et carboxy-substitués. La catalyse au palladium s'avère plus générale, ouvrant des perspectives d'obtention d'une grande variété de rubans aux propriétés électroniques ajustables.

Graphene nanoribbons (GNRs) are promising materials for organic electronics, as they bridge the gap betweensingle-stranded conjugated polymers and carbon nanotubes. Two different synthetic approaches to GNRs aredeveloped and evaluated. The first approach is based on the acid-promoted cyclisation of arylaminoanthraquinonesto ceramidonines. Tetraazaarenes with two ceramidonine units are obtained, but the approachis found to be appropriate only to such small systems. The second approach is based on the condensation ofarylacetic acids with arenecarboxaldehydes or arylglyoxylic acids, followed either by quinone-assistedoxidative cyclodehydrogenation or palladium-catalysed dehydrodebromination to yield carboxy-substitutedelongated arenes. The quinone-based variant is found to be limited to reactive substrates such as thiophenederivatives and offers the perspective of partially rigidified carboxy-substituted poly(arenodithiophenes). Thepalladium-based variant is found to be more general, opening the prospect of obtaining a variety of ribbontypestructures with tunable electronic properties.