Carbènes : de nouvelles briques pour la synthèse de polymères semi-conducteurs
Depuis que les carbènes, composés organiques très réactifs, ont pu être isolés sous une forme stable, ils sont devenus incontournables en chimie comme, par exemple, en catalyse ou en synthèse organique. Utilisant leur réactivité singulière, des scientifiques du LCPO (CNRS/Université de Bordeaux/ ENSCPB), de l'ISM (CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) et de l'IPREM (CNRS/Université de Pau et des Pays de Ladour) sont parvenus à préparer des polymères aux propriétés opto-électroniques remarquables par simple polymérisation d’amino-carbènes. La synthèse de ces matériaux, difficiles à obtenir par les méthodes classiques, est à retrouver dans la revue Nature Communications.
Les carbènes sont des espèces chimiques à base de carbone possédant seulement 6 électrons de valence, ce qui les rend très instables et donc ultra-réactifs. Pour cette raison, ils ont longtemps été considérés comme des intermédiaires réactionnels fugaces, curiosités de laboratoires faisant uniquement l’objet d’études très fondamentales. Depuis que les équipes de Guy Bertrand en France et Anthony Arduengo aux USA ont réussi à isoler les premiers carbènes stables, ces espèces ont connu des développements considérables. Elles sont en particulier devenues incontournables en chimie de synthèse, précisément en raison de leur réactivité singulière. Les carbènes se comportent aussi comme des catalyseurs organiques à part entière, aussi bien en synthèse moléculaire qu’en chimie des polymères.
Sans protection spécifique, un (amino)-carbène réagit avec lui-même pour former un dimère appelé (amino)-alcène. Si cette réaction est problématique pour isoler le carbène, elle constitue un moyen efficace pour lier facilement des entités carbéniques entre elles. Partant de cette idée, des scientifiques du Laboratoire de chimie des polymères organiques (LCPO, CNRS/Université de Bordeaux/ ENSCPB), de l'Institut des sciences moléculaires (ISM, CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) et de l'Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les matériaux (IPREM, CNRS/Université de Pau et des Pays de Ladour) sont parvenus à préparer de nouveaux polymères* par polymérisation dimérisante à partir de carbènes fonctionnalisés appelés bis-amino(aryl)carbènes. Impossibles à obtenir par des méthodes classiques, ces polymères présentent des propriétés opto-électroniques remarquables qu’il est possible de moduler par de simple modification (protonation) des groupements amino.
Ce travail ouvre la voie à une utilisation plus large des carbènes dans le domaine des matériaux polymères qui permet d’envisager de nombreuses perspectives pour accéder simplement à des matériaux fonctionnels dont les propriétés peuvent être finement ajustées.
* Polymères de type amino-poly(para-phenylene vinylenes) (N-PPVs) où chaque double liaison est liée à deux groupements amino.
Rédacteur : CCdM
Référence
Quentin Sobczak, Aravindu Kunche, Damien Magis, Daiann Sosa Carrizo, Karinne Miqueu, Jean-Marc Sotiropoulos, Eric Cloutet, Cyril Brochon, Yannick Landais, Daniel Taton & Joan Vignolle
Direct and selective access to amino-poly (phenylene vinylenes)s with switchable properties by dimerizing polymerization of aminoaryl carbenes
Nature Communications 2021