Dithienophospholes [Elektronische Ressource] : new materials for molecular electronic devices / vorgelegt von Yvonne Dienes

Yvonne Dienes

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• Publié par: rheinisch-westfalischen_technischen_hochschule_-rwth-_aachen
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 36
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 14 Mo

Extrait

Dithienophospholes -
New Materials for Molecular Electronic Devices






Von der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften der RWTH Aachen
University zur Erlangung des akademischen Grades einer Doktorin der Naturwissenschaften
genehmigte Dissertation

vorgelegt von

Diplom-Chemikerin
Yvonne Dienes
aus Koblenz





Berichter: Universitätsprofessor Dr. Jun Okuda
Universitätsprofessor Dr. Markus Albrecht


Tag der mündlichen Prüfung: 30.04.2008
Diese Dissertation ist auf den Internetseiten der Hochschulbibliothek online verfügbar.



Die vorliegende Arbeit wurde im Zeitraum von Oktober 2004 bis April 2008 am Institut für
Anorganische Chemie der RWTH Aachen University angefertigt.



Parts of this thesis have been published in:
Y. Dienes, S. Durben, T. Kárpáti, T. Neumann, U. Englert, L. Nyulászi, T. Baumgartner, Chem.
Eur. J. 2007, 13, 7483-7500.
S. Durben, Y. Dienes, T. Baumgartner, Org. Lett. 2006, 8, 5893-5896.
Y. Dienes, M. Eggenstein, T. Neumann, U. Englert, T. Baumgartner, Dalton Trans. 2006, 1424-
1433.
T. Neumann, Y. Dienes, T. Baumgartner, Org. Lett. 2006, 8, 495-497.


Prof. Dr. Jun Okuda und Prof. Dr. Thomas Baumgartner danke ich für die Bereitstellung
optimaler Arbeitsbedingungen sowie die Betreuung dieser Arbeit.
Prof. Dr. Markus Albrecht danke ich für die freundliche Übernahme des Zweitgutachtens.
Ich danke allen Arbeitskreismitgliedern in Aachen und Calgary, insbesondere jedoch den
Diplomchemikern Toni Neumann und Stefan Durben für die hervorragende Stimmung und
Arbeitsatmosphäre im Labor und Büro sowie die gute Zusammenarbeit.
Prof. Dr. Ulli Englert und seinen Mitarbeitern danke ich für das Vermessen der Kristallstrukturen
und die geduldige Hilfe beim Lösen größerer und kleinerer kristallographischer Probleme.
Ich danke ganz herzlich allen Mitarbeitern des IAC, die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen
haben. Ein besonderer Dank geht an Zork, Mat und Dom für das Korrekturlesen des Manuskripts,
sowie an alle die mich besonders in der Endphase der Promotion tatkräftig unterstützt haben.
Allen Freunden außerhalb des IAC und vor allem meiner Familie danke ich für das
entgegengebrachte Verständnis und die Unterstützung.



Table of Contents

1 INTRODUCTION 1

1.1 Organic π-conjugated Materials 1
1.1.1 Thiophene Based Materials 2
1.1.2 Phosphole Based Materials 3
1.1.2.1 Oligo(phospholes) 4
1.1.2.2 Mixed Phosphole Containing Oligomers 5
1.1.3 Devices 7
1.2 Scope of the Thesis 11

2 RESULTS AND DISCUSSION 13

2.1 Dithienophosphole Synthesis and Derivatives 15
2.1.1 Modification of the Phosphorus Center 17
2.1.2 Transition Metal Complexes 20
2.1.2.1 Pt, Pd, Fe, W and Rh Complexes 21
2.1.2.2 Gold Complexes 24
2.1.2.3 Solid-State Structures 26
2.1.2.4 Conclusion 29
2.1.3 Outlook and Cooperation 30
2.2 Pentafluorophenyl Dithienophosphole Based Materials 33
2.2.1 Phosphole Synthesis 33
2.2.2 Perfluorinated Derivatives 34
2.2.3 Solid-State Structures 35
2.2.4 Outlook 38
2.3 Cross-Coupling-Reactions 39
2.3.1 Functionalizing the Dithienophosphole 39
782.3.2 Coupling Products 42
2.3.3 Solid-State Structure and Packing of 24e and 24f 46
2.3.4 Fine-Tuning of the Cross-Coupled Products 50
2.4 Annelated Systems 53
2.4.1 Precursors for Benzobridged Dithienophospholes 53
2.4.1.1 Syntheses 54
2.4.1.2 Outlook 55
2.4.2 Annelated Oligo(thienophospholes) 56
2.4.2.1 Trithiophene Derivatives 56
2.4.2.2 Cyclotetrathiophene 57
2.4.3 Benzannelated Pentacene Analogues 59
2.4.3.1 Phosphole Synthesis 60
2.4.3.2 Benzannelated Derivatives 60
2.4.3.3 Solid-State Structures 64
2.4.3.4 Outlook 68
2.5 Summary 69

3 EXPERIMENTAL 71

3.1 General Procedures 71
3.2 Dithienophospholes and Derivatives 73
3.3 Transition-Metal Complexes 77
3.4 Pentafluorophenyl-dithienophospholes 81
3.5 Cross-Coupling 85
3.5.1 Precursors for Cross-Coupling Reactions 85
3.5.2 Cross-Coupling Reactions 88
3.5.3 Recovery of the Phosphole 92
3.6 Annelated Systems 95
3.6.1 Precursors for Benzobridged Dithienophospholes 95
3.6.2 Trithiophene-Phosphole Derivatives 97
3.6.3 3,3’-Dibromo-2,2’-bi(benzo[b]thiophene) 100

4 REFERENCES 105


A APPENDIX 115

A.1 Index of Compounds 115

A.2 Crystallographic Data 119

A.3 Curriculum Vitae 135





List of Abbreviations

br broad
cod 1,5-cyclooctadiene
d doublet
dppp 1,3-bis(diphenylphosphino)propane
δ chemical shift
DMF dimethyl formamide
DSC differential scanning calorimetry
EDOT 3,4-ethylenedioxythiophene
HOMO highest occupied molecular orbital
ITO indium tin oxide
nJ coupling constant over n bonds
LUMO lowest unoccupied molecular orbital
m multiplet
Me methyl
MO molecular orbital
NBS N-bromosuccinimide
NMR nuclear magnetic resonance
OLED organic light emitting diode
OSC organic solar cell
OFET organic field effect transistor
OTFT organic thin film transistor
Ph phenyl
pin pinacol
ppm parts per million
q quartet
s singlet
t triplet
TBAF tetra-n-butylammonium fluoride
TBDMS tert-butyl-dimethylsilyl
THF tetrahydrofuran

THT tetrahydrothiophene
TMEDA N,N,N’,N’-tetramethyleethylendiamine
TMS trimethylsilyl
TMSA trimethylsilylacetylene
UV ultraviolet
UV-VIS ultraviolet-visible spectroscopy