π-Conjugated polymers with pendant coumarins: design, synthesis, characterization, and interactions with carbon nanotubes

Abstract

A series of new fluorene-based -conjugated polymers having coumarin derivatives as part of dendritic side chains were designed and prepared using the Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction. A new coumarin derivative bearing a heptyl side chain for solubility was utilized to ensure solubility of the final polymers. It was found that fluorescence resonance energy transfer (FRET) from the coumrains to the polyfluorene backbone was efficient, especially for the polymers decorated with lower-generation dendrons. Each of the polymers was found to interact strongly with the surface of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) in THF, and their ability to selectively disperse specific SWNT chiralities was investigated. Photoluminescence studies revealed that the strong polymer emission is efficiently quenched in the corresponding supramolecular complexes with SWNTs. This high quenching efficiency indicates that the coumarin-polymer FRET system can be supramolecularly bound to the surface of (SWNTs to produce an energy transfer system in which the energy absorbed by the donor coumarin chromophores is channeled to the SWNTs.Key words: conjugated polymer, carbon nanotubes, energy transfer, light harvesting.Résumé : Nous avons conçu une série de nouveaux polymères -conjugués à base de fluorène possédant des ramifications dendritiques constituées de dérivés de la coumarine. Nous avons synthétisé ces composés par couplage croisé de Suzuki-Miyaura. Nous avons utilisé un nouveau dérivé de coumarine possédant une chaîne latérale heptyle soluble en vue d'assurer la solubilité des polymères finaux. Les résultats ont révélé que le transfert d'énergie de fluorescence par résonance (FRET) des coumarines au squelette de polyfluorène était efficace, particulièrement pour les polymères substitués par des dendrons de génération inférieure. Chacun des polymères a présenté une forte interaction avec la surface de nanotubes de carbone à simple paroi (NTSP) dans le THF. En outre, nous avons étudié leur capacité à disperser sélectivement les NTSP de chiralité spécifique. Les résultats d'études de photoluminescence ont révélé que l'intense émission des polymères subit une extinction efficace dans les complexes supramoléculaires de NTSP correspondants. L'efficacité de cette extinction indique que le système de FRET de coumarines aux polymères peut être lié de façon supramoléculaire à la surface des NTSP pour constituer un système de transfert d'énergie dans lequel l'énergie absorbée par les chromophores coumariniques donneurs est canalisée dans les NTSP. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : polymère conjugué, nanotubes de carbone, transfert d'énergie, antenne collectrice.

Structural Characterization of Mono and Dihydroxylated Umbelliferone Derivatives

“…[ 13 ]. The diverse oriented synthetic routes have led to very different derivatives with usefulness not only as biologically active agents [ 14 , 15 , 16 , 17 ] or optical materials [ 18 , 19 , 20 , 21 ], but in macromolecular chemistry they also can be seen as very diverse polymer backbones with photoreactive properties [ 7 , 22 , 23 , 24 ]. Owing to the strong demand imposed by various government organizations for the design of polymeric sustainable materials in a more circular economic model, nowadays coumarin derivatives have acquired relevant importance in this field.…”

Cross Conjugated Organometallic Polymers Exhibiting Ultrafast Excitation Energy Channeling: Drastic Effect of the Connectivity

“…The introduction of pendant groups on a conjugated polymer backbone, whether they are composed of organic or inorganic units, promotes a proximal geometry for excited state energy and electron transfers from the pendant to the backbone or vice versa . Generally, such phenomena generate ultrafast photophysical events .…”