In the development of covalent organic frameworks (COFs), often the scaffold linkers are assumed to be electro- and photoinactive, and this was also to be the case for 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene, a tritopic linker. However, as demonstrated in the present study, the reaction product of this linker, hexaoxatriphenylene, is electron rich and when connected to a suitable photosensitizer engages itself in an efficient excited-state charge separation process. In the present study, we have employed BF2-chelated dipyrromethenes (BODIPYs) as sensitizers, which are connected to hexaoxatriphenylene through the center boron, rendering paddle-wheel-type structures. Systematic photophysical, electrochemical, computational, and photochemical studies involving pump-probe femtosecond transient spectroscopy have been performed to establish efficient charge separation in these novel supramolecular structures.

The characterization of 2,3,6,7,10,11-hexabromotriphenylene, Br6TP, is presented toward its potential use as an n-type organic semiconductor and metal-free room temperature phosphor. The crystal structure shows both anisotropic two-dimensional BrBr interactions and inter-layer ?-stacking interactions. Photophysical characteristics were evaluated using solid-state photoluminescence and diffuse reflectance spectroscopies, revealing significantly red-shifted excitations in the visible region for the yellow solid material (compared to ultraviolet absorption bands for the colorless dilute solutions). Correlation of spectral, electrochemical, and computational data suggest the presence of an n-type semiconducting behavior due to the electron-poor aromatic ring. The material shows excellent thermal stability as demonstrated by thermogravimetric analysis and infrared spectra of a thin film deposited by thermal evaporation. The potential for Br6TP and its analogues toward use in several types of photonic and electronic devices is discussed.

Seventeen new dithiophenyl- and napthodithiophenyl- fused porphyrins were synthesized; from these an additional 7 porphyrin oligomers were also synthesized. Additionally freebase 2,7-dimethoxytriphenylene fused porphyrin was also synthesized from a freebase precursor. Aromatic indices NICS and AICD were used to evaluate these new molecules.

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Les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ont une durée de vie limitée. Cette limitation est notamment due à la présence d'impuretés dans le matériau électroluminescent. Ces impuretés proviennent principalement des électrodes. Nous pensons que l'ajout de couches de matériaux entre les électrodes et le matériau électroluminescent peut retarder l'arrivée des impuretés. Cette couche ajoutée doit avoir plusieurs caractéristiques dont principalement : être conductrice, ne pas absorber la lumière, être facilement mise en oeuvre et être d'une grande pureté. Nous pensons que des matériaux de type discotique possédant une mésophase aux températures d'utilisation de la OLED peuvent remplir ce cahier des charges. Nous avons choisi d'étudier les composés discotiques à base de triphénylène, car celui-ci n'absorbe pas dans le visible. Nous avons tout d'abord étudié les 2,3,6,7,10,11-Hexa-(alkylthio)triphénylènes (HATT). Les HATT possèdent déjà les propriétés physiques que nous recherchons à l'exception des propriétés thermotropes. Nous avons donc étudié la possibilité de modifier celles-ci. La synthèse de plusieurs HATT possédant six chaînes alkylsulfanyles identiques n'a pas donné les résultats attendus du point de vue des propriétés thermotropes. Nous avons alors synthétisé des molécules possédant plusieurs chaînes alkylsulfanyles différentes. Après différents essais, nous avons trouvé un mélange de molécules possédant plusieurs chaînes latérales différentes ayant les propriétés physiques recherchées. Mais ce matériau est composé d'un grand nombre de molécules et sa purification est difficile. Les techniques classiques de purification des composés organiques ne donnant pas une pureté suffisante, ou étant inapplicables sur une mésophase cristal liquide à température ambiante, nous avons donc recherché d'autres techniques de purification ou d'obtention des propriétés thermotropes désirées. Nous avons étudié la purification par raffinage de zone des matériaux à l'aide d'une impureté que nous avons ajoutée et suivie au cours des manipulations. Le raffinage de zone montre une bonne purification lors de l'utilisation d'une transition de phase entre une phase cristalline et une phase liquide. Par contre, lors de l'utilisation d'une transition impliquant une mésophase (cristal liquide ou cristal plastique), une faible (ou une absence de) purification est observée. Ces deux dernières études ont été faites sur des 2,3,6,7,10,11-Hexa(alkyloxy)triphénylènes (HAOT) que nous avons synthétisés et purifiés au préalable. Les gels de silice fonctionnalisés que nous avons utilisés montrent une purification des cations métalliques durs et, dans une moindre mesure, des cations métalliques intermédiaires dans le concept dur-mou. Le phosphore, seul élément non-métallique que nous ayons étudié, est l'élément dont la baisse de concentration est la moins efficace. La seconde approche pour obtenir des mélanges possédant une mésophase cristal liquide à température ambiante est la formation de mélanges de molécules synthétisées et purifiées isolément. Parmi les mélanges de molécules que nous avons effectués, nous avons pu observer une plage de concentration de mélanges ternaires qui possède les propriétés thermotropes recherchées. Nous avons donc obtenu un matériau cristal liquide à température ambiante grâce à un mélange de molécules. Le matériau ainsi formé absorbe peu dans le visible, possède potentiellement une bonne mobilité des porteurs de charges électriques, est facilement obtenu à une pureté suffisante. Ce mélange de molécules possède donc les propriétés que nous recherchons pour être utilisé comme couche de matériau ajoutée aux OLED.

La conception de récepteurs artificiels pour la reconnaissance moléculaire est un domaine très développé de la chimie supramoléculaire. Ce manuscript renferme les premières études réalisées sur une nouvelle classe de récepteurs supramoléculaires: les Discopus. Le Discopus offre un potentiel d’interactions via un cœur polyaromatique triphénylène (interactions p, effet hydrophobe) et une périphérie fonctionnelle flexible (Liaisons hydrogènes, interactions ioniques, hydrosolubilité) qui peut agir en coopérativité. Ces systèmes de reconnaissance peu préorganisés ont montré leur capacité de reconnaissance et leur aptitude à être sélectivif. Plusieurs familles de ces récepteurs ont été élaborées. Une famille de récepteurs phosphorylés reconnaît sélectivement les dérivés catéchol en milieu organique par liaisons Hydrogène et interactions p. Une seconde famille de Discopus carboxylés ont permis la reconnaissance, en milieu aqueux tamponné, de l’acétylcholine et les catécholamines par interactions ioniques et désolvatation de cibles. La préparation de cages à base triphénylène est en cours de réalisation afin d’amplifier le phénomène de reconnaissance. / The conception of artificial receptors is an intense field of research. This manuscript contains the first studies of a new class of receptors named discopus. The discopus can interact through a triphenylene core (p interactions, hydrophobic effect) and their flexible functional arms (hydrogen bonds, ionic interaction) which may cooperatively interact. These binding systems are just a little bit pre-organized and possess selective recognition properties. Several families of receptors have been prepared. Phosphorylated receptors showed a selective for catechol derivatives in organic media, through Hydrogen bond and p- interactions. In buffered media, carboxylated discopus allowed the recognition of acetylcholine and catecholamines through ionic interactions and desolvatation of the targets. The preparation of cages, based on triphenylene moieties, is in progress to increase the phenomenon of recognition.

Les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ont une durée de vie limitée. Cette limitation est notamment due à la présence d'impuretés dans le matériau électroluminescent. Ces impuretés proviennent principalement des électrodes. Nous pensons que l'ajout de couches de matériaux entre les électrodes et le matériau électroluminescent peut retarder l'arrivée des impuretés. Cette couche ajoutée doit avoir plusieurs caractéristiques dont principalement :être conductrice, ne pas absorber la lumière, être facilement mise en oeuvre et être d'une grande pureté. Nous pensons que des matériaux de type discotique possédant une mésophase aux températures d'utilisation de la OLED peuvent remplir ce cahier des charges.<p>Nous avons choisi d'étudier les composés discotiques à base de triphénylène, car celui-ci n'absorbe pas dans le visible. Nous avons tout d'abord étudié les 2,3,6,7,10,11-Hexa-(alkylthio)triphénylènes (HATT). Les HATT possèdent déjà les propriétés physiques que nous recherchons à l'exception des propriétés thermotropes. Nous avons donc étudié la possibilité de modifier celles-ci.<p>La synthèse de plusieurs HATT possédant six chaînes alkylsulfanyles identiques n'a pas donné les résultats attendus du point de vue des propriétés thermotropes. Nous avons alors synthétisé des molécules possédant plusieurs chaînes alkylsulfanyles différentes. Après différents essais, nous avons trouvé un mélange de molécules possédant plusieurs chaînes latérales différentes ayant les propriétés physiques recherchées. Mais ce matériau est composé d'un grand nombre de molécules et sa purification est difficile. Les techniques classiques de purification des composés organiques ne donnant pas une pureté suffisante, ou étant inapplicables sur une mésophase cristal liquide à température ambiante, nous avons donc recherché d'autres techniques de purification ou d'obtention des propriétés thermotropes désirées.<p> Nous avons étudié la purification par raffinage de zone des matériaux à l'aide d'une impureté que nous avons ajoutée et suivie au cours des manipulations. Le raffinage de zone montre une bonne purification lors de l'utilisation d'une transition de phase entre une phase cristalline et une phase liquide. Par contre, lors de l'utilisation d'une transition impliquant une mésophase (cristal liquide ou cristal plastique), une faible (ou une absence de) purification est observée. Ces deux dernières études ont été faites sur des 2,3,6,7,10,11-Hexa(alkyloxy)triphénylènes (HAOT) que nous avons synthétisés et purifiés au préalable. <p>Les gels de silice fonctionnalisés que nous avons utilisés montrent une purification des cations métalliques durs et, dans une moindre mesure, des cations métalliques intermédiaires dans le concept dur-mou. Le phosphore, seul élément non-métallique que nous ayons étudié, est l'élément dont la baisse de concentration est la moins efficace.<p>La seconde approche pour obtenir des mélanges possédant une mésophase cristal liquide à température ambiante est la formation de mélanges de molécules synthétisées et purifiées isolément. Parmi les mélanges de molécules que nous avons effectués, nous avons pu observer une plage de concentration de mélanges ternaires qui possède les propriétés thermotropes recherchées.<p>Nous avons donc obtenu un matériau cristal liquide à température ambiante grâce à un mélange de molécules. Le matériau ainsi formé absorbe peu dans le visible, possède potentiellement une bonne mobilité des porteurs de charges électriques, est facilement obtenu à une pureté suffisante. Ce mélange de molécules possède donc les propriétés que nous recherchons pour être utilisé comme couche de matériau ajoutée aux OLED.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation chimie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Tailored fluoropolymers remain the leading choice for a wide variety of advanced high-performance applications, including electronic/optical and energy conversion, owing to their unique blend of complementary high-performance properties. Amorphous semi-fluorinated polymers exhibit improved solubility and melt processability when compared to traditional perfluoropolymers. A leading class of semi-fluorinated aryl ether polymers includes perfluorocyclobutyl (PFCB), perfluorocycloalkenyl (PFCA), and fluoroarylene vinylene ether (FAVE) polymers. Monomers containing aromatic trifluorovinyl ethers (TFVE) are used to synthesize PFCB polymers via radical-mediated [2+2] cyclodimerization. On the other hand, FAVE and PFCA polymers are polymerized via base-mediated nucleophilic addition/elimination of bisphenols with TFVE monomers and decafluorocyclohexene respectively. The use of different monomer cores (aromatic, aliphatic, contorted, and renewable) should help to develop general structure/property relationships for this versatile and expanding approach to semi-fluorinated aryl ether polymers. The enchainment of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) cores with functional fluorocarbon groups (or segments) recently afforded a new class of semi- fluorinated polymers in the continuing quest for novel organic materials for potential applications in optoelectronic, gas-separation, and advanced composites. Chapter 2 details the incorporation of commercially available acenaphthenequinone was achieved to afford PFCB aryl ether polymers with excellent solubility, high thermal stability, and film-forming capability. Chapter 3 represents base-promoted nucleophilic addition/elimination of commercial bisphenols with TFVE-triphenylene monomers affording FAVE aryl ether polymers possessing excellent solution processability, high thermal stability and photostability. In addition, triphenylene-enchained FAVE polymers exhibit extreme thermal-oxidative photostability and emit blue light after heating in air at 250 °C for 24 h. Further, time-dependent density functional theory (TD-DFT) computations were performed to understand electronic polymer structures. In one case, post-polymerization Scholl coupling converted the central triphenylene core to afford a hexabenzocoronene containing semi-fluorinated polymer with new optoelectronic properties. Chapter 4 demonstrates synthesis and characterization of renewable semi-fluorinated polymers obtained using aliphatic diol isosorbide. This renewable diol readily polymerizes with bis-TFVE derivatives of bisphenol A and 6F to provide high molecular weight thermoplastics exhibiting excellent solubility and tough, transparent film-forming capability. Finally, Chapter 5 presents synthesis of TFVE enchained corannulene which gave blue-light emission and outstanding processability. Synthesis and characterization, including the new materials' optical, thermal, and electronic properties, is presented.