Conception, synthèse et étude de nouveaux aza-hétérocycles luminescents et cristallins liquides

par Fabrícia Nunes da silva

Projet de thèse en Chimie Organique

Sous la direction de Harald Bock et de André Alexandre Vieira.

Thèses en préparation à Bordeaux en cotutelle avec l'Université fédérale de Bahia , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques , en partenariat avec Centre de Recherche Paul Pascal (laboratoire) depuis le 17-02-2020 .


  • Résumé

    Les 2,4,6-triaryl-1,3,5-triazines, où le noyau de triazine fortement accepteur d'électrons est complété par trois substituants donneurs d'électrons, sont prometteurs comme matériaux électroluminescents efficaces qui permettent de récolter non seulement la fluorescence rapide à partir d'états singulets excités, mais présentent également des croisements intersystèmes normal et inverse rapides entre les états singulet excité et triplet. Ils peuvent donc être exceptionnellement efficace pour récolter la fluorescence retardée des trois quarts des états électriquement excités qui sont des états triplets. De tels matériaux présentent un intérêt actuel élevé car ils permettraient des rendements quantiques de luminescence qui dépassent la limite d'efficacité normalement trouvée pour les matériaux à fluorescence rapide et peuvent donc en principe rendre possible des dispositifs OLED en couleur basés sur un seul émetteur bleu efficace, dont l'émission peut être convertie en émission verte et rouge par des colorants émettant du vert et du rouge, sans avoir besoin d'émetteurs électrophosphorescents rapides et efficaces à base d'iridium ou de platine. Comme les 2,4,6-triphényl-1,3,5-triazines (TPTAs) sont intrinsèquement planes en raison des interactions favorables N-H planarisantes entre le phényle externe et les groupements triazine internes, de tels matériaux sont susceptibles de former des mésophases colonnaires. Les mésophases colonnaires et nématiques peuvent être orientées de manière homogène dans des films minces, et les films nématiques vitreux sont particulièrement prometteurs en tant que matrices d'émission polarisée à partir de dopants fluorescents ou phosphorescents de forme compatible, tels que l'homotruxène, phosphorescent à température ambiante, et ses dérivés, pour obtenir une luminescence anisotrope retardée. En particulier, les dérivés tricarboxyliques de polycyles en forme de disque se sont révélés former des verres nématiques orientables, et les triesters de triphényltriazine sont des cibles prometteuses en tant que matrices de verre nématiques qui sont structurellement similaires au homotruxène fortement phosphorescent et au TPTA hautement électroluminescent. Ce projet de thèse vise ainsi la synthèse de nouvelles triazines et d'azahétérocycles apparentés pour obtenir de nouveaux émetteurs et hôtes anisotropes auto-assemblants pour l'optoélectronique organique.

  • Titre traduit

    Design, synthesis and study of novel luminescent and liquid crystalline aza-heterocycles


  • Résumé

    2,4,6-triaryl-1,3,5-triazines, where the strongly electron-accepting triazine core is supplemented by three electron-donating substituents, are promising as efficient electro-luminescent materials that allow harvesting not only of prompt fluorescence form excited singlet states, but also exhibit fast normal and reverse intersystem crossing between excited singlet and triplet states and thus are exceptionally efficient in harvesting delayed fluorescence from the three quarters of electrically excited states that are triplet states. Such materials are of high current interest as they would allow luminescence quantum yields that exceed the efficiency limit normally found for prompt-fluorescence-only materials and thus may in principle allow full color OLED devices based on only one efficient blue emitter, whose emission can be down-converted to green and red emission by green- and red-emitting dyes, without need for typically iridium- or platinum-based fast and efficient electrophosphorescent emitters. As 2,4,6-triphenyl-1,3,5-triazines are intrinsically planar due to favorable planarizing N-H interactions between the outer phenyl and the inner triazine moieties, such materials are prone to form columnar mesophases. Columnar and nematic mesophases can be oriented homogeneously in thin films, and glassy nematic films are particularly promising as matrices for polarized emission from fluorescent or phosphorescent dopants of compatible shape, such as the recently discovered star-shaped room temperature phosphorescent homotruxene and its derivatives, to obtain anisotropic delayed luminescence. In particular, tricarboxylic derivatives of disc-shaped polycyles have been shown to form orientable nematic glasses, and triphenyltriazine triesters are promising targets as nematic glass matrices that are structurally similar to strongly phosphorescent homotruxene and highly electro-luminescent TPTA. This thesis project thus targets the synthesis of novel triazines and related azaheterocycles to obtain novel emitters and self-assembling anisotropic hosts for organic optoelectronics.