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[pt] DERIVADOS DE PIRIDINA-3,5-DICARBONITRIL DIFENIL-SUBSTITUÍDOS E BENZOTIADIAZOL FLUORENIL-SUBSTITUÍDOS: SÍNTESE DE NOVOS COMPOSTOS FLUORESCENTES COM CONJUGAÇÃO ESTENDIDA PARA APLICAÇÕES OPTOELETRÔNICAS / [en] DIPHENYL-SUBSTITUTED PYRIDINE-3,5-DICARBONITRILE AND FLUORENYL-SUBSTITUTED BENZOTHIADIAZOLE DERIVATIVES: SYNTHESIS OF NEW FLUORESCENT COMPOUNDS WITH EXTENDED CONJUGATION FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONS

CAROLINA VESGA HERNANDEZ 27 March 2023 (has links)
[pt] O planejamento de estruturas push-pull tem levado a compostos com propriedades fotofísicas interessantes. Isto inclui a Emissão Induzida por Agregação (AIE) e a Emissão Melhorada Induzida por Agregação (AIEE), que são importantes para emissão em estado sólido e, portanto, para aplicações em dispositivos optoeletrônicos. Visando AIEE, novos compostos fluorescentes com características D-Pi-A e D-A-D foram planejados. Usando ferramentas computacionais, foram feitas simulações para calcular as propriedades teóricas dos compostos desenhados e validar se eram apropriadas para o desenvolvimento sucessivo das rotas sintéticas. No presente trabalho, duas novas séries de derivados de piridina3,5-dicarbonitrilo difenil-substituído (PPC) e derivados de 2,1,3- benzothiadiazol fluorenil-substituído (FL-BTD) foram sintetizados usando estruturas D-Pi-A e D-A-D, respectivamente. As estratégias sintéticas usadas para a sínteses dos novos compostos incluem reações multicomponente de Hantzsch (na produção do principal intermediário na série PPC), assim como reações de acoplamento cruzado C-C catalisadas por paládio, incluindo Heck, Sonogashira e Suzuki e acoplamentos N-C via reação Buchwald-Hartwig para a obtenção dos produtos. Um total de seis novos derivados de PPC, foram obtidos e caracterizados, com rendimentos de 35 a 73 por cento, e quatro novos derivados de BTD com rendimentos de reação de 39 a 95 por cento são reportados. Experimentos de espectroscopia foram realizados para a avaliação das propriedades fotofísicas dos novos derivados de PPC e BTD, abrangendo medidas de absorção, emissão, e de rendimento quântico fluorescente (Rendimento quântico de fluorescência). Os compostos apresentaram altos Rendimentos quânticos de fluorescência em solução, até 0,71 na série PPC e até 0,67 na série FL-BTD, exibindo band gaps adequados para sua aplicação como camadas emissoras em OLEDs. O comportamento no estado agregado dos derivados de PPC e BTD foi avaliado, quatro compostos exibiram aumento de luminescência em soluções THF contendo fração de água (fw) de 70 por cento até maior que 90 por cento, indicando as propriedades AIEE. Um dos compostos da série PPC, MT-PPC, apresentou AIE com indução da florescência na mistura com fw 80 por cento. Na série BTD, destacou-se o derivado FL-BTD-OAM com AIEE e Rendimento quântico de fluorescência significativo, assim, um OLED foi construído utilizando-o como camada emissora, obtendo resultados promissores com um dispositivo operando com alto brilho (luminância de 6450 cd m-2), boa irradiação (503 mW cm-2) e eficiência de corrente razoável (0,84 cd/A). / [en] The design of push-pull structures has led to compounds with interesting photophysical properties. This includes Aggregation-Induced Emission (AIE) and Aggregation-induced Enhanced Emission (AIEE), which are important for emission in solid state and therefore for applications in optoelectronic devices. Aiming AIEE, new fluorescent compounds with D-Pi-A and D-A-D characteristics were designed. Using computational tools, simulations were made to calculate their theoretical properties and validate if were appropriate for the successive development of the synthetic routes. The present work reports two new series of diphenyl-substituted pyridine3,5-dicarbonitrile (PPC) derivatives and fluorenyl-substituted 2,1,3-benzothiadiazole (FL-BTD) derivatives, synthetized using D-Pi-A and D-AD structures, respectively. The compounds presented high fluorescence quantum yields in solution, up to 0.71 in the PPC series and up to 0.67 in the FL-BTD series, displaying suitable band gaps for application as emitting layers in OLEDs. Five compounds displayed enhancement of luminescence in THF solutions containing water fraction (fw) from 70 percent up to bigger than 90 percent, indicating AIEE properties. Among these, the derivative FL-BTD-OAM stood out, and an OLED device was built using it as an emitting layer, obtaining promising results with a device operating with high bright (luminance of 6450 cd m-2), good irradiance (503 mW cm-2) and reasonable current efficiency (0.84 cd/A).

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