Síntesis estereoselectiva de un nitro derivado de fenilvinilideno mediante la reacción de Heck usando fosfitos

Synthesis of a stereoselective nitro phenylenevinylene derivative by the Heck reaction using phosphites

En este trabajo se describen tanto la síntesis como la caracterización de E,E-1,4-dimetoxi-2,5-bis[2-(4-nitrofenil)etenil] benceno, mediante la reacción de acoplamiento cruzado de Heck usando trifenilfosfito como ligante, lo cual –y teniendo en cuenta la literatura científica consultada– es el primer reporte de un doble acoplamiento de Heck empleando fosfitos como ligante en la formación del complejo catalítico con paladio. La caracterización del sistema fenilvinilideno obtenido muestra que el mecanismo es altamente estereoselectivo hacia la formación de enlaces trans, y su altísimo rendimiento (98%) indica que el sistema catalítico es bastante promisorio para realizar multiacoplamientos cruzados necesarios para obtener polímeros fenilvinilideno con altos pesos moleculares y altas eficiencias en las propiedades optoelectrónicas, necesarios para la tecnología de la electrónica de polímeros.

INTRODUCCIÓN

A partir del descubrimiento de la electroluminiscencia en polímeros por parte de Burroughes et al. (1), los polímeros pasaron de ser simples materiales de protección o embalaje para convertirse en el componente activo de tecnologías altamente promisorias, como los diodos orgánicos emisores de luz (Organic Ligth Emitting Diodes, OLEDs), celdas solares y baterías, entre otras, a lo cual se le denomina la electrónica de polímeros (2-4). Una de las limitantes en el desarrollo de estas tecnologías ha sido el escaso conocimiento que se tiene de los procesos fisicoquímicos involucrados, por lo cual un gran número de grupos de investigación alrededor del mundo trabaja en estudios estructura-propiedad sobre sistemas oligo y poliméricos conjugados, entre los cuales se destaca el uso de sistemas fenilvinilideno (SFV) segmentados (Figura 1a), inicialmente desarrollados por el grupo de Frank Karasz (5) en la Universidad de Massachusetts, los cuales permiten obtener polímeros altamente solubles, con control del ancho de banda espectral (band gap, E_gap) y con homogeneidad en los valores de las propiedades optoelectrónicas, lo cual posibilita un mejor análisis con los resultados teóricos de los estudios estructura-propiedad antes mencionados. Cabe resaltar que esta última característica en la homogeneidad de las propiedades optoelectrónicas es muy difícil o imposible de obtener en sistemas totalmente conjugados, como el MEH-PPV (poly-methoxyethylhexyloxy-p-phenylenevinylene), polímero más estudiado y utilizado en la electrónica de polímeros (Figura 1b).

Aunque los SFV como el MEH-PPV han sido sintetizados con bastante éxito y altos pesos moleculares (hasta 1x106 Da), las metodologías utilizadas; descritas por Grimsdale y colaboradores (6) presentan dentro de sus limitantes la escasa estereo selectividad de sus mecanismos de reacción llevando a la formación durante la polimerización de dobles enlaces en configuración cis, los cuales deben ser convertidos a configuración trans, requisito para obtener altas eficiencias optoelectrónicas, mediante reacciones pospolimerización, lo que ocasiona la presencia residual de impurezas indeseables o la pérdida de peso molecular inicial, factores que disminuyen la eficiencia de las propiedades optoelectrónicas del polímero (7).