Design and synthesis of new polyaromatic scaffolds for nano-scale applications

Abstract

Design and Synthesis of New Polyaromatic Scaffolds for Nano-Scale ApplicationsResumen: En la última década, el diseño y la síntesis de nuevos sistemas poliaromáticos han resultado de gran interés gracias a sus propiedades únicas y sus aplicaciones potenciales para la obtención de dispositivos electrónicos, y como precursores de fullerenos. Hemos estudiado el mecanismo que procede a través de la activación del enlace C-H en la reacción intramolecular de arilación directa catalizada por paladio, para la formación de sistemas biarílicos, demostrando que la reacción procede a través de la abstracción del protón asistido por la base. Aplicando condiciones optimizadas hemos preparado la molécula C60H24 que al ser irradiada da lugar a la formación del fullereno C60, mediante la reacción de arilación directa formando seis nuevos enlaces C-C en una única etapa. Además, en una colaboración interdisciplinar con físicos teóricos y experimentales, en el proyecto PicoInside, hemos participado en el diseño y la síntesis de moléculas poliaromáticas para su posterior aplicación como dispositivos electrónicos moleculares.Abstract:In the last decade, the design and synthesis of new polyaromatic scaffolds have attracted a broad interest due to their exceptional properties and their potential applications in material science like molecular electronic devices and as precursors of fullerene.Based in the intramolecular palladium-catalyzed direct arylation reaction we developed new procedures as reliable tools for the biaryl coupling through C-H activation. Insight mechanistic studies showed a proton abstraction mechanism assisted by the base rather than activation of aromatic systems towards electrophilic attack. Applying optimized reaction conditions, formation up to six C-C bonds, and in situ dehydrogenation, allows for the synthesis of C60H24, crushed fullerene in one single step that upon laser irradiation leads to C60 fullerene. Moreover, in an interdisciplinary collaboration with theoretical and experimental physicist, PicoInside project, we have participated in the design and synthesis of Y-shaped polyaromatic molecules required for single molecule electronic devices.