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Co-Authored-By: Claude Sonnet 5.5 <noreply@anthropic.com>

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[7] Grzybowski (2015) - Diketopyrrolopyrroles: Synthesis, Reactivity, and Optical Properties

Come è scritta nella tesi

Grzybowski, M. & Gryko, D. T. Diketopyrrolopyrroles: Synthesis, Reactivity, and Optical Properties. Adv. Opt. Mater. 3, 280–320 (2015).

Scheda bibliografica

Citazione completa: Grzybowski, M.; Gryko, D. T. Diketopyrrolopyrroles: Synthesis, Reactivity, and Optical Properties. Advanced Optical Materials 2015, 3 (3), 280-320. https://doi.org/10.1002/adom.201400559

Pubblicato in: Advanced Optical Materials, vol. 3, n. 3, pp. 280-320 (2015)
Editore: Wiley · tipo: journal-article
ISSN: 2195-1071, 2195-1071
Data di pubblicazione: 2015-01-23
Lingua: en

Autori e affiliazioni

Marek Grzybowski (ORCID) - Institute of Organic Chemistry
Daniel T. Gryko (ORCID) - Institute of Organic Chemistry

Stato della verifica

Verificata (Crossref/OpenAlex) - fonte dati: Crossref + OpenAlex

Dove trovarla

DOI: https://doi.org/10.1002/adom.201400559
OpenAlex: https://openalex.org/W1980023437
Accesso: closed - il testo completo richiede un abbonamento dell'editore o l'acquisto

Abstract

First reported by Farnum as much as 40 years ago, diketopyrrolopyrroles (2,5‐dihydropyrrolo[4,3‐ c ]pyrrolo‐1,4‐diones) are currently one of the most widely used dyes, with applications that span high‐quality pigments, field‐effect transistors, bulk‐heterojunction solar cells, dye‐sensitized solar cells, and fluorescence imaging. Due to the breadth of their utility, there have been several focused reviews on this topic since 1988. Considering the growing importance of these dyes, this review describes the overall progress made in four decades in both synthesis and the elucidation of their reactivity, and offers a critical comparison of various methods reported in the literature. The relationship between their structure and optical properties is also reviewed in detail. The extension of diketopyrrolopyrroles' chromophore leads to a significant change in both linear and nonlinear optical properties. A very strong bathochromic shift in the absorption and an increase in the two‐photon absorption cross‐section are typical for these analogues. Straightforward synthesis combined with good stability and a near‐unity fluorescence quantum yield ensures that diketopyrrolopyrroles will continue to attract attention for years to come. The goal of this review is to systematize knowledge on these dyes, enabling their use in more real‐world applications.

(Fonte: OpenAlex. Non è il testo integrale dell'articolo.)

Argomenti e parole chiave

Argomenti (OpenAlex): Synthesis and Characterization of Pyrroles (Organic Chemistry); Luminescence and Fluorescent Materials (Materials Chemistry); Synthesis and Properties of Aromatic Compounds (Organic Chemistry)
Parole chiave: diketopyrrolopyrrole, structure-property relationships, optical properties, nonlinear optical properties, two-photon absorption, bathochromic shift, fluorescence quantum yield, dye stability, field-effect transistors, bulk heterojunction solar cells
Concetti: Bathochromic shift, Chromophore, Materials science, Quantum yield, Absorption (acoustics), Reactivity (psychology), Fluorescence, Nanotechnology

Contenuto in sintesi

Il testo completo non è ad accesso aperto e non è stato consultato: sono disponibili solo i metadati e l'abstract riportati sopra. Per approfondire, aprire la fonte dal DOI (o tramite biblioteca/abbonamento).

Come è citata nella tesi

Sez. 1.1.1 Storia e sintesi (tesi.md r. 150): Allo stesso tempo, è diventato necessario l'impiego di un eccesso di base per compensare la porzione consumata dal DPP; quest'ultimo, data la sua natura relativamente acida, tende infatti a sottrarre base al sistema durante la sintesi[5],[7].
Sez. 1.1.2 Struttura e reattività (tesi.md r. 247): Per quanto riguarda la reattività dei DPP, invece, questa risulta essere varia per via dei diversi centri reattivi e del grande numero di sostituenti che posso essere introdotti nell'anello aromatico[7].
Sez. 1.1.2 Struttura e reattività (tesi.md r. 301): Il gruppo di ricerca di Gryko et al.[7] ha proposto un diverso esempio di sostituzione elettrofila aromatica: i DPP con sostituenti aromatici elettron-ricchi possono essere alchilati in DMF usando K2CO3 come base e tetrabutilammonio bisolfato (TBAHS) come catalizzatore a trasferimento di fase (Figura 22). Questa reazione porta alla formazione di diacetali (35) che possono essere trasformati nei rispettivi derivati carbonilici mediante un acido forte di Brønsted, attivando quindi una reazione di ciclizzazione elettrofila da parte dell'anello aromatico elettron-ricco adiacente. In questo modo sono riusciti ad ottenere dei pigmenti composti da almeno sei anelli fusi π coniugati con particolari caratteristiche fotofisiche (36).
Sez. 1.1.2 Struttura e reattività (tesi.md r. 305): Figura 22 - reazione di ciclizzazione mediante sostituzione elettrofila aromatica sui DPP studiata da Gryko et al.[7]
Sez. 4.1 Dichetopirrolopirroli (tesi.md r. 734): La sintesi del composto 1 è stata eseguita sulla base delle procedure sintetiche descritte in letteratura, seguendo un meccanismo di ciclizzazione di tipo pseudo-Stobbe[5],[7]. In particolare, viene fatto reagire il derivato tiofenico con un estere succinico, in questo caso il diisopropil succinato. La reazione richiede la presenza di una base forte per la deprotonazione dell'estere succinico in posizione α al carbonile, azione eseguita dal teramilato di sodio (t-AmONa), ottenuto mediante salificazione dell'alcol ter-amilico con sodio in presenza di una quantità catalitica di FeCl3. Una volta formatosi il carbanione, questo attacca il carbonio nitrilico del tiofene e porta al composto imminico che tautomerizza alla corrispondente enammina. Il gruppo amminico riesce ad attaccare il carbonile estereo in modo intramolecolare, portando alla chiusura del primo anello a cinque termini. Una seconda deprotonazione, con successivo attacco di una seconda molecola di tiofene, porta alla formazione di una nuova enammina, che nuovamente attacca il carbonile estereo, portando alla chiusura del secondo anello a cinque termini con formazione della struttura dichetopirrolopirrolica. Il meccanismo descritto è riportato in Figura 42.
Sez. 4.1 Dichetopirrolopirroli (tesi.md r. 740): Il tiofene è stato introdotto direttamente nell'ambiente di reazione dopo la formazione dell'alcolato, mentre il succinato è stato gocciolato lentamente all'interno del pallone in quanto una concentrazione locale troppo elevata di quest'ultimo in condizioni basiche potrebbe indurre reazioni parassite di autocondensazione (Figura 43). In particolare, è stato scelto il diisopropil succinato per aumentare l'ingombro sterico intorno al carbonile e diminuire ulteriormente la possibilità dell'estere di subire autocondensazione di Claisen e successiva ciclizzazione, come riportato in letteratura.[7]

Bibliografia della fonte

La fonte cita 218 riferimenti (mostrati i primi 40; elenco completo: https://api.crossref.org/works/10.1002/adom.201400559):

s.t. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(01)93202-2
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s.t. https://doi.org/10.1108/PRT-07-2011-0064
s.t. https://doi.org/10.1039/p19760000005
M.Jost A.Iqbal A. C.Rochat (Ciba‐Geigy AG) Eur. Pat. Appl. 133156 1984.
J.Pfenninger A.Iqbal A. C.Rochat (Ciba‐Geigy AG) Eur. Pat. Appl. 184981 1986.
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s.t. https://doi.org/10.1016/j.tet.2005.09.005
s.t. https://doi.org/10.1039/b707281c
s.t. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2008.12.001
s.t. https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2010.07.044
s.t. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2009.07.014
s.t. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2009.09.014
s.t. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2010.08.026

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