Síntesis modular de NBN-fenalenos fundidos en anillo pentagonal y hexagonal que conduce a una biblioteca molecular de...

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• Ciencias de los materiales
• La fotoquímica

Sus antecedentes:

• Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) con fracciones nitrógeno-boro-nitrógeno (NBN) son de interés para aplicaciones electrónicas y optoelectrónicas.
• Las síntesis anteriores de sistemas π fusionados con NBN, como los NBN-dibenzofenalenos, se basaron en la sustitución aromática electrofílica.
• La síntesis de NBN-fenalenos y el uso de la catálisis de metales de transición para los andamios π incrustados en NBN fueron poco explorados.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estrategia sintética para diversos NBN-fenalenos y semifenalenos pentagonales y hexagonales fundidos en anillos.
• Investigar las propiedades fotofísicas de estos nuevos andamios π integrados en NBN.
• Explorar las aplicaciones potenciales de estos sistemas NBN-π, en particular su comportamiento de emisión excimer inducida por agregación (AIEE).

Principales métodos:

• Se emplearon reacciones de ciclización y biciclización catalizadas por paladio para la síntesis.
• Se utilizaron técnicas espectroscópicas (fluorescencia, espectroscopia de resolución temporal) para caracterizar las propiedades fotofísicas.
• Se realizaron cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) para comprender la dinámica del estado excitado.

Principales resultados:

• Se sintetizó con éxito una amplia gama de NBN-fenalenos pentagonales y hexagonales y semifenalenos NBN.
• Todos los andamios π integrados en NBN sintetizados exhibieron fluorescencia en estado sólido y en solución.
• Los sistemas NBN-π hexagonales fusionados en anillos mostraron planarización estructural fotoinducida (PISP) impulsada por la aromatización en estado excitado, lo que condujo a la formación de excímeres y la emisión de excímeres inducida por agregación (AIEE).
• Estos materiales AIEE demostraron una alta sensibilidad en la detección de nitroexplosivos.

Conclusiones:

• Una nueva estrategia catalizada por el paladio proporciona acceso a una nueva clase de sistemas π fusionados con NBN.
• Los sistemas hexagonales NBN-π representan una nueva biblioteca molecular PISP y una nueva clase de materiales AIEE.
• Los hallazgos ofrecen nuevos conocimientos sobre la dinámica del estado excitado de los luminógenos y sus aplicaciones, particularmente en la detección.