Tetrabromo-p-quinodimethanes (TBQs): Versatile Building Blocks for Organic Electronics

Abstract

The aim of this Thesis is focused on the synthesis, and application of a new family of compounds, namely tetrabromo-p-quinodimethane (TBQ) as molecular building blocks for the so-called organic electronics.The goal of chapter 1 of the present Thesis is devoted to the design and study of new molecules based on tetrabromoanthra-p-quinodimethanes (TBAQ), which are obtained by reaction of a quinoid precursor (anthraquinone) with a phosphorous ylide. Different structural and electronic modifications have been introduced in the aromatic skeleton of the TBQs through the presence of electron donor and acceptor groups, as well as with the presence of sulfur as an heteroatom. As a consequence, a relationship between the presence of the electroactive groups in the starting skeleton of the precursor anthraquinone and the solubility, with the optimization of the reaction conditions and reaction yield has been experimentally established. Furthermore, the synthesis and characterization of all the TBQs obtained has been fully discussed along the memory, as well as in some cases, their respective electronic properties. Thus, 5 new TBQs have been synthesized whose central core is based on anthracene (TBQs 1-5), 3 new TBQs containing two thiophene units (TBQs 6-8), three new bianthracene-containing core (TBQs 9-11) and 5 new TBAQ dimers (TBQd 12-16). It is interesting mentioning that the dimers TBQd are obtained as a 1:1 diastereomeric mixture determined by NMR techniques. Actually, these mixtures could be differentiated only when the subunits of TBAQ are located spatially close. These experimental findings have been supported by theoretical calculations carried out by Prof. Enrique Ortí from ICMol...La presente Tesis Doctoral se centra en la síntesis y aplicación de una nueva familia de compuestos de tipo tetrabromo-p-quinodimetano (TBQ) como bloques de construcción molecular para la denominada electrónica orgánica. El Capítulo I de esta Tesis Doctoral se centra en el diseño y estudio de nuevas moléculas basadas en tetrabromoantra-p-quinodimetano (TBAQ), las cuales se obtienen haciendo reaccionar un precursor quinoide (antraquinona) con un iluro de fósforo. Se han introducido modificaciones en el esqueleto aromático de los TBQs, ya sea a nivel de demanda electrónica mediante la introducción de grupos dadores y aceptores de electrones, como mediante la introducción de azufre como heteroátomo. En este sentido, el trabajo realizado ha permitido establecer la relación entre la presencia de grupos dadores y aceptores de electrones en el esqueleto de la antraquinona precursora y su solubilidad, con las condiciones necesarias para optimizar la síntesis del correspondiente TBQ, y el rendimiento final de la reacción. Además, la síntesis y caracterización estructural de todos los TBQs obtenidos se ha discutido a lo largo de la memoria, así como, en algunos casos, sus propiedades optoelectrónicas. De esta manera, se han podido sintetizar 5 nuevos TBQs cuyo esqueleto central está basado en el antraceno (TBQs 1-5), tres nuevos TBQs que contienen dos unidades de tiofeno (TBQs 6-8), tres nuevos TBQs cuya estructura central se basa en el biantraceno (TBQs 9-11) y cinco nuevos dímeros de TBAQ (TBQd 12-16). Es interesante destacar que los TBQd se obtienen como mezclas 1:1 de diastereoisómeros determinadas mediante técnicas de RMN, pudiendo diferenciarse dichos diastereoisómeros únicamente cuando las subunidades de TBAQ se encuentran lo suficientemente cercanas en el espacio. Estos resultados experimentales han sido confirmados mediante cálculos teóricos realizados en el grupo del Prof. Enrique Ortí en el ICMol...