Nouveaux matériaux luminescents et cristallins liquides de symétrie ternaire

par Hugo Marchi luciano

Projet de thèse en Chimie Organique

Sous la direction de Harald Bock et de Hugo Alejandro Gallardo olmedo.

Thèses en préparation à Bordeaux en cotutelle avec l'Université fédérale de Santa Catarina , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques , en partenariat avec Centre de Recherche Paul Pascal (laboratoire) et de Materiaux Moléculaires et Magnétisme (M3) (equipe de recherche) depuis le 12-02-2020 .


  • Résumé

    Les architectures donneur-accepteur avec une unité aromatique interne accepteuse d'électrons et trois unités torsadées donneuses d'électrons externes présentent une force d'oscillateur améliorée par rapport aux systèmes simples donneur-accepteur et se sont révélés être des colorants électroluminescents efficaces, car un couplage spin-orbite (SOC) fort permet un croisement intersystèmes rapide singlet-triplet conduisant à une émission à la fois des états singlet et triplet initiaux. L'auto-assemblage cristallin liquide est intrinsèquement anisotrope et peut donc induire une émission polarisée, ce qui est intéressant pour les affichages 3D. Des émetteurs efficaces à symétrie ternaire doivent être non plans pour permettre un bon SOC en l'absence d'atomes lourds, tandis que les phases cristallines liquides sont favorisées par les molécules planes en forme de disque. Mais des exceptions sont connues, parmi elles des tris(3-aryl-[1,2,4]triazolo[1,3,5]triazines (TATA) fortement luminescents, qui sont à la fois mésogènes et nettement non planaires. Un autre système exceptionnel à non-planarité comparable qui montre un fort SOC sans aucun groupe donneur ou accepteur est l'homotruxène, un hydrocarbure étonnant qui montre de la phosphorescence et de la fluorescence retardée à température ambiante en l'absence d'hétéroatomes. Le comportement luminescent et l'auto-assemblage cristallin liquide dans ces systèmes sont susceptibles à être améliorés par l'introduction de ségments hétéroaromatiques de type donneur. Ce projet de thèse vise la synthèse, la caractérisation et l'étude des propriétés mésomorphes et photophysiques de nouvelles molécules à symétrie ternaire dérivés des tris[1,2,4]triazolo[1,3,5]triazine et homotruxène et de noyaux torsadés apparentés et complétés par trois unités externes améliorant la luminescence et la mésogénicité hétérocycliques, pour fournir des matériaux cristallins liquides luminescents et discotiques pour des applications dans des dispositifs optoélectroniques.

  • Titre traduit

    Novel luminescent and liquid crystalline materials of threefold symmetry


  • Résumé

    Donor-acceptor scaffolds with an inner electron-accepting aromatic unit and three twisted outer electron-donating units exhibit enhanced oscillator strength compared to simple donor-acceptor systems and have been shown to be efficient electroluminescent dyes, as strong spin-orbit coupling (SOC) allows for fast singlet-triplet intersystem crossing leading to emission from both singlet and initial triplet states. Liquid crystalline self-assembly is intrinsically anisotropic and can thus induce polarized emission, which is of interest for 3D displays. Efficient C3-symmetric emitters need to be non-planar to allow good SOC in the absence of heavy atoms, whereas liquid crystalline phases are favored by planar disc-shaped molecules. But exceptions are known, amongst them strongly luminescent tris(3-aryl-[1,2,4]triazolo)[1,3,5]triazines (TATAs), which are at the same time mesogenic and pronouncedly nonplanar. Another exceptional system of comparable non-planarity that shows strong SOC without any donor or acceptor groups is homotruxene, a rare hydrocarbon to show room temperature phosphorescence and delayed fluorescence in the absence of any heteroatoms. Both the delayed luminescent behavior and the liquid crystalline self-assembly in these systems may be enhanced by the introduction of donor-type heteroaromatic moieties. This Ph.D. thesis project targets the synthesis, characterization and study of the mesomorphic and photophysical properties of new molecules with threefold symmetry in search of luminescent and discotic liquid crystalline materials for application in optoelectronic devices, derived from tris[1,2,4]triazolo[1,3,5]triazine and homotruxene and related twisted cores, and supplemented with three outer heterocyclic luminescence- and mesogenicity-enhancing units.