Abstrakt: | Celem nadrzędnym niniejszej pracy było otrzymywanie nowych nanomateriałów
molekularnych i polimerowych o zaprojektowanych właściwościach fizycznych
(optycznych oraz elektrycznych) będących pochodnymi 2,2’-bitiofenu. Pochodne te,
zarówno polimerowe jaki i molekularne należą, w ogólności, do nanomateriałów czyli
materiałów, których właściwości mogą być projektowane i modyfikowane na etapie
pojedynczych molekuł i makromolekuł. Pierwszym etapem realizacji pracy było
opracowanie metod wytwarzania w skali gramowej, a następnie technologii w skali
kilogramowej i większej podstawowych układów bitiofenowych; w dalszym etapie
z tych wyjściowych układów wytworzone zostały nonomateriały i polimery
(w przypadku gdy nanomateriał był jednocześnie monomerem polimerów
przewodzących). Technologie wytwarzania półproduktów do syntezy nanomateriałów
opracowano we współpracy z Syntall Chemicals z Gliwic (efektem są wspólne
zgłoszenia patentowe). Wszystkie materiały, które zsyntezowałem to związki, których
strukturę można ogólnie przedstawić wzorami: bt-A i bt-A-bt, gdzie bt jest
podstawnikiem 2,2’-bitiofen-5-ylowym, zaś rolę fragmentu A pełnią: proste układy
węglowodorowe (np. etynyl czy etenyl), grupy arylowe (np. fenyl, 9-antracenyl), czy
wreszcie heteroarylowe (grupy dihydroizoksazolowe i izoksazolowe). Druga część
mojej dysertacji miała już charakter czysto fizykochemiczny, tj przeprowadziłem
badania elektrochemiczne i spektroelektrochemiczne nanomateriałów otrzymanych
przeze mnie oraz inne grupy badawcze. Ostatecznym efektem pracy było
wyselekcjonowanie grupy związków do dalszych badań aplikacyjnych (OLED,
fotoogniwa). W związku z powyższym, szczegółowy zakres pracy przedstawiał się
zatem następująco:
• Opracowanie metod syntezy monopodstawionych (w pozycji 5) pochodnych
2,2’-bitiofenu;
• Opracowanie syntezy izoksazolin, w oparciu o N-tlenek
2,2’-bitiofeno-5-karbonitrylu, w reakcji cykloaddycji 1,3-dipolamej;
• Przeprowadzenie badań nad aktywowaną wysokimi ciśnieniami reakcją
cykloaddycji 1,3-dipolamej trwałych N-tlenków karbonitryli;
• Opracowanie metod aromatyzacji izoksazolin do izoksazoli;
• Opracowanie syntezy etynylopochodnych (tiofenu, benzenu) w oparciu
0 sprzeganie typu Sonogashiry;
• Synteza nanomateriałów typu bt-A, w tym np. kompleksów złota(I);
• Opracowanie metod wydzielania wszystkich produktów w formie czystej (tj.
umożliwiającej przeprowadzenie elektropolimeryzacji i wykonanie wszystkich
niezbędnych analiz);
• Opracowanie metod elektropolimeryzacji otrzymanych przeze mnie, oraz przez
inne zespoły badawcze, prekursorów politiofenów;
• Przebadanie właściwości elektrycznych i optycznych związków; zarówno
zsyntezowanych przeze mnie, jak i dostarczonych do badań przez inne zespoły
badawcze (m.in. wyznaczenie potencjałów utleniania i redukcji, przerwy
energetycznej itd.);
• Powiązanie właściwości fizykochemicznych z budową przebadanych molekuł,
czyli możliwie szeroka dyskusja relacji struktura a właściwości. |