Nouvelles méthodologies de couplages organométalliques à partir de nitroarènes appliquées au motif pérylènediimide
| Titre | Nouvelles méthodologies de couplages organométalliques à partir de nitroarènes appliquées au motif pérylènediimide |
| Type | Thèse de doctorat |
| Auteurs | Makhloutah Aline |
| Directeurs | Hudhomme Piétrick, Goujon Antoine, Kreher David, Besset Tatiana, Sastre-Santos Angela, Suzenet Franck |
| Année | 2023 |
| URL | https://dune.univ-angers.fr/fichiers/19000132/202317627/fichier/17627F.pdf |
| Mots-clés | cellules solaires à pigments photosensible, couplages organométalliques, Méthodologie, nitroarènes, pérylènediimides |
| Résumé | Les nitroarènes sont des éléments constitutifs très polyvalents en chimie organique synthétique. L’importance du groupements nitro réside dans sa disponibilité immédiate grâce à des méthodes de nitration douces. Par conséquent, les pérylènediimides nitrés (nitroPDIs) sont des matières premières facilement accessibles à l’échelle de plusieurs grammes, et donc particulièrement intéressants pour produire de nouveaux matériaux à base de PDI. La réaction de couplage Suzuki-Miyaura a déjà été développée sur le nitroPDI dans l’équipe. Afin d'utiliser davantage le nitroPDI, la première réaction de couplage croisé de Stille a été explorée sur le cœur PDI nitré dans la baie. Grâce à cette étude, deux ensembles de conditions optimales se sont révélées applicables à cette réaction. La méthodologie développée a également été appliquée à la dissymétrisation du noyau PDI, une tâche difficile à partir des PDIs bromés, prouvant ainsi la sélectivité de notre réaction. Le mécanisme de la réaction de couplage catalysée au palladium du nitroPDI a également été étudié pour révéler un processus de type transfert d'électron unique pour la première étape du mécanisme. La bibliothèque de réactions pouvant être réalisées sur un nitroPDI a également été élargie en développant de nouvelles méthodologies de couplage de Sonogashira, ainsi que de l'amination de Buchwald-Hartwig. Cette approche a permis la synthèse de nouvelles structures présentant un fort potentiel en électronique organique. Enfin, la dissymétrisation du cœur PDI a été appliquée pour développer de nouveaux colorants à base de PDI destinés à des applications dans les cellules solaires à colorants. |
| Résumé en anglais | Nitroarenes are highly versatile building blocks in synthetic organic chemistry. The nitro group’s significance lies within its ready availability through mild nitration methods. Consequently, nitrated perylenediimides (nitroPDIs) are easily accessible starting materials on a multi gram scale, and therefore particularly interesting for producing new PDI-based materials. The Suzuki-Miyaura coupling reaction has previously been developed on nitroPDIs by our group. In order to utilize the nitroPDI further, the first Stille cross coupling reaction was explored on the bay nitrated PDI. Through this study, two sets of optimized conditions have emerged as applicable for this reaction. The developed methodology was also applied in the desymmetrization of the PDI core, which is difficult starting from the brominated derivatives, thus proving the selectivity of our reaction. The mechanism of the Palladium-catalyzed coupling reaction of the nitroPDI was also studied to reveal a Single Electron Transfer (SET) type process for the first step of the mechanism. The library of reactions that could be performed on a nitroPDI was also extended by developing new methodologies for the Sonogashira coupling, as well as the Buchwald Hartwig amination. This approach allowed for the synthesis of new structures with strong potential in organic electronics. Finally, the desymmetrization of the PDI core was applied to develop new PDI based dyes for applications in Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs). |
| Langue de rédaction | Français |
| Diplôme | Thèse de doctorat |
| Date de soutenance | 2023-10-24 |
| Editeur | Université d'Angers |
| Place Published | Angers |
| Libellé UFR | Collège doctoral |
| personnalisé5 | École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans) |
| personnalisé6 | Institut des sciences et technologies moléculaires d'Angers (Moltech Anjou) |
| personnalisé7 | Chimie organique |