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CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

INCT – Instituto nacional de ciência e tecnologia (Antigo Instituto do Milênio)

Outra Agência

O desenvolvimento e aplicação de novos polímeros conjugados compreende grande enfoque de pesquisa da Eletrônica Orgânica e permite a obtenção de dispositivos flexíveis e eficientes. No presente trabalho, realizou-se a polimerização por via química com cloreto férrico anidro de amidas conjugadas de compostos heteroaromáticos com monômeros de etilenodióxitiofeno (EDOT), com objetivo de obterem-se novos materiais potencialmente aplicáveis em dispositivos eletrônicos diversos, como células solares e diodos orgânicos emissores de luz, dentre outros. O texto também contém uma exploração acerca da química da fenotiazina (PTZ) como composto heteroaromático fluorescente altamente disponível na elaboração de compostos conjugados, mediante reações de funcionalização, como N-funcionalização, nitração e redução. Obtiveram-se os derivados metilados, nitrado e reduzido respectivamente, que foram efetivamente caracterizados por Ressonância Magnética Nuclear e Infravermelho. O derivado aminado levou à obtenção do composto inédito, N-(10-metil-10H-fenotiazin-3-il)tiofeno-3-carboxamida (3-Tf-CO-NH-MPTZ), pela reação de adição ao cloreto do ácido 3- tiofeno carboxílico. O composto 3-Tf-CO-NH-MPTZ foi caracterizado por ponto de fusão, Ressonância Magnética Nuclear, Espectroscopia na região do Ultravioleta e do Visível e eletroquimicamente por Voltametria Cíclica. O composto apresentou boa estabilidade eletroquímica com baixo potencial de oxidação (0,48 V). O monômero 3-Tf-CO-NH-MPTZ, bem como seus compostos análogos derivados de fluoreno 3-Tf-CO-NH-FLU, dibenzofurano 3-Tf-CO-NH-DBF e 2-naftaleno 3-Tf-CO-NH-2NFT, foram copolimerizados com EDOT na proporção de 2:1 em mol e os quatro copolímeros obtidos apresentaram estabilidade térmica até a faixa de temperatura de aproximadamente 367-384°C. Além disso, todos os copolímeros apresentaram absorções de alta intensidade na região do Ultravioleta (faixa de 250-300 nm) com emissões significativas no Visível, inclusive na região do Laranja do espectro (PEDOT-co-2NFT, λem = 615 nm). Os espectros de Raman para os PEDOT-co-FLU, PEDOT-co-MPTZ, PEDOT-co-DBF e PEDOT-co-2NFT foram consistentes com espectros característicos de PEDOT, com modos vibracionais em 988, 1263, 1425 e 1504 cm-1, comumente associados a esse tipo de material.

The development and application of novel conjugated polymers entail large research efforts on the relevant area of Organic Electronics, allowing the manufacture of flexible and efficient devices. In the present work, the chemical polymerization of conjugated heteroaromatic amides with ethylenedioxythiophene (EDOT) was realized, with the main purpose of obtaining new and potentially applicable materials on various electronic devices such as solar cells (OPV’s) and organic light emitting diodes (OLED’s), etc. The dissertation also includes a chemical exploration of phenothiazine (PTZ) as a widely available fluorescent heteroaromatic compound on the synthesis of conjugated new substances, through functionalization reactions, such as N-functionalization, nitration and reduction. The methyl, nitro and reduced compounds, respectively, were characterized by Nuclear Magnetic Resonance and Infrared Spectroscopy. The aminated phenothiazine lead to the elaboration of a novel aromatic compound, N-(10-methyl-10H-phenothiazin-3-yl)thiophen-3-carboxamide (3-Tf-CO-NH-MPTZ), by addition reaction with the 3-thiophene carboxylic acid chloride. 3-Tf-CO-NH-MPTZ was characterized through melting point analysis, Nuclear Magnetic Resonance, Ultraviolet and Visible region Spectroscopy and electrochemically by Cyclic Voltammetry. The novel compound had good electrochemical stability with a low oxidation potential (0,48V). The monomer 3-Tf-CO-NH-MPTZ, and also its analog derivates from fluorene 3-Tf-CO-NH-FLU, dibenzofuran 3-Tf-CO-NH-DBF and 2-nafthalene 3-Tf-CO-NH-2NFT, were successfully copolymerized with EDOT on a 2:1 mol ratio and the four copolymers presented good thermal stability until approximately 367-384°C. Also, all the copolymers had absorptions of good intensity on the Ultraviolet region (250-300 nm), including an intense emission on the Orange region of the spectrum (PEDOT-co-2NFT, λem ~ 615 nm). The Raman spectra for the PEDOT-co-FLU, PEDOT-co-MPTZ, PEDOT-co-DBF and PEDOT-co-2NFT were consistent with typical Raman spectra for PEDOT, with vibrational modes on 988, 1263, 1425 and 1504 cm-1, commonly associated with this kind of material.