Imidazole as a Donor/Acceptor Unit in Charge-Transfer Chromophores with Extended π-Linkers

Authors

  • Prof. Jiří Kulhánek,

    1. Institute of Organic Chemistry and Technology, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentská 573, Pardubice, 53210 (Czech Republic), Fax: (+420) 46-603-7068
    Search for more papers by this author
  • Prof. Filip Bureš,

    Corresponding author
    1. Institute of Organic Chemistry and Technology, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentská 573, Pardubice, 53210 (Czech Republic), Fax: (+420) 46-603-7068
    • Institute of Organic Chemistry and Technology, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentská 573, Pardubice, 53210 (Czech Republic), Fax: (+420) 46-603-7068

    Search for more papers by this author
  • Prof. Oldřich Pytela,

    1. Institute of Organic Chemistry and Technology, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentská 573, Pardubice, 53210 (Czech Republic), Fax: (+420) 46-603-7068
    Search for more papers by this author
  • Dr. Tomáš Mikysek,

    1. Department of Analytical Chemistry, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentská 573, Pardubice, 53210 (Czech Republic)
    Search for more papers by this author
  • Prof. Jiří Ludvík

    1. J. Heyrovsky Institute of Physical Chemistry, Academy of Science of the Czech Republic, v.v.i. Dolejškova 3, Prague 8, 18223 (Czech Republic)
    Search for more papers by this author

Abstract

Eleven new, stable, push–pull systems that feature 4,5-bis[4-(N,N-dimethylamino)phenyl]imidazole and 4,5-dicyanoimidazole as the donor and acceptor moieties and the systematically extended and varied π-linker were prepared and investigated. Evaluation of the measured UV/Vis spectra, electrochemical data (cyclic voltammetry (CV), rotating-disc voltammetry (RDV), and polarography) and calculated β and γ polarizabilities showed efficient charge transfer (CT) in biimidazole-type chromophores. Push–pull system , which features a planar thiophene-derived π-linker, was revealed to be the most efficient chromophore within the studied series. This chromophore possessed the most bathochromically shifted CT band, the lowest electrochemical gap, and highest β and γ polarizabilities. The CT transition was most significantly affected by structural features such as π-linker length, planarity, conjugating arrangement, and the presence of olefinic/acetylenic or 1,4-phenylene/thiophene subunits in the π-linker.

Abstract

Bylo připraveno a dále studováno jedenáct nových push-pull systémů využívajících 4,5-bis[4-(N,N-dimethylamino)fenyl]imidazolu a 4,5-dikyanoimidazolu jako donorních a akceptorních jednotek se systematicky prodlužovanou π-konjugovanou cestou. Vyhodnocení změřených dat jako jsou UV/Vis spektra, elektrochemických dat (CV, RDV a polarografie) a spočítaných hodnot polarizabilit β a γ ukázalo efektivní přenos náboje v bi-imidazolových typech chromoforů. Push-pull systém nesoucí planární π-můstek na bázi thiofenu se ukázal jako nejefektivnější chromofor z celé studované série. Tento chromofor vykazoval nejvíce bathochromně posunutý CT pás, nejnižší elektrochemický rozdíl a nejvyšší hodnoty polarizabilit β a γ. CT přechod ve studovaných sloučeninách byl nejvíce ovlivňován strukturními prvky jako jsou délka a planarita π-můstku, uspořádání umožňující přímou konjugaci a přítomnost dvojné/trojné vazby resp. 1,4-fenylen/thiofen-2,5-diyl podjednotek π-můstku.

Ancillary