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En direct des laboratoires de l'institut de Chimie

 

De nouveaux complexes de métaux de transition pour des diodes électroluminescentes

Des chercheurs du Laboratoire de chimie de coordination (CNRS) (1) ont mis au point la synthèse d'une nouvelle famille de complexes de cuivre(I) phosphorescents et ont ensuite caractérisé leurs propriétés. Ce travail fait l’objet d’une publication dans la revue Chemistry-a European Journal.

 

L’élaboration de nouveaux complexes de métaux de transition phosphorescents pour la production de lumière au sein de diodes électroluminescentes représente un enjeu majeur quant à l’utilisation de cette technologie pour des systèmes d’éclairage. Si les complexes d’iridium, d’osmium, de ruthénium et de platine sont actuellement les plus utilisés, leur stabilité n’est pas toujours très bonne, leur prix reste élevé et certains posent des problèmes environnementaux. Les complexes de cuivre, quant à eux, ont été très peu étudiés dans la perspective d’applications dans ce domaine. Ils représentent pourtant une alternative intéressante du fait du faible coût de ce métal et de sa faible toxicité. L’obtention de complexes de cuivre(I) à la fois stables et luminescents demeure cependant particulièrement difficile. En effet, ces composés ont une forte tendance à s’oxyder ou à se réarranger selon un processus d'échange de ligands.

Les chercheurs toulousains viennent de montrer que l'association de contraintes stériques et de contraintes topologiques s'avère maintenant être une voie de synthèse pertinente pour la production de nouveaux complexes de cuivre(I) trigonaux stables combinant deux types de ligands différents, l’un azoté (NN), l’autre phosphoré (PP). En effet, l’utilisation d’un ligand azoté macrocyclique (NN) permet, non seulement d’empêcher la formation de complexes associant deux entités NN autour d’un même cation cuivreux (contrainte topologique) mais aussi de s’affranchir des problèmes de réarrangement par échange de ligands. Par ailleurs, la taille adéquate du macrocycle n’autorise pas la coordination simultanée du cation cuivreux par les deux atomes de phosphore du ligand PP (contrainte stérique).

Ainsi, le cuivre(I) ne peut plus adopter sa géométrie de coordination de prédilection (tétraédrique). La combinaison de ces contraintes force donc le système à établir un nouvel équilibre thermodynamique conduisant à la formation d’un complexe dinucléaire dans lequel deux entités [Cu(NN)]+ sont pontées par un ligand PP. Les chercheurs ont également montré que ce comportement est général et que la combinaison de ce ligand macrocyclique NN avec un ligand phosphoré simple (P) induit la formation sélective et contrôlée de complexes mononucléaires [Cu(NN)(P)]+ trigonaux stables et originaux.

L’étude de leurs caractéristiques photophysiques a révélé des propriétés d’émission remarquables faisant de cette nouvelle famille de composés du cuivre(I) des candidats prometteurs pour l’élaboration de dispositifs électroluminescents, tout en offrant la possibilité de facilement moduler la couleur de la lumière émise suivant la nature du ligand phosphoré utilisé pour la préparation du complexe cuivreux.

(1) En collaboration avec des équipes du :
Laboratoire de Chimie Moléculaire (CNRS / Université de Strasbourg)
Institut de Science et d’Ingénierie Supramoléculaires (CNRS / Université de Strasbourg)
Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività - CNR - Bologna, Italie
Dipartimento di chimica “G. Ciamician” – Università di Bologna, Italie

 

delavaux

Représentation schématique d’un complexe dinucléaire luminescent du cuivre(I) impliquant deux ligands NN macrocycliques et un ligand PP pontant les deux centres métalliques
© Béatrice Delavaux-Nicot

 

Référence

Meera Mohankumar, Filippo Monti, Michel Holler, Frédéric Niess, Béatrice Delavaux-Nicot, Nicola Armaroli, Jean-Pierre Sauvage and Jean-François Nierengarten

Combining topological and steric constraints for the preparation of heteroleptic copper(I) complexes

Chem. Eur. J. 23 juillet 2014

http://dx.doi.org/10.1002/chem.201402429 


Contact chercheur

Béatrice Delavaux-Nicot, Laboratoire de Chimie de Coordination du CNRS – Toulouse

Courriel : beatrice.delavaux-nicot@lcc-toulouse.fr

Tél. : 05 61 33 31 51

 

Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Jonathan Rangapanaiken

 

23 juillet 2014

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