Las células solares orgánicas tienen una variedad de aplicaciones en el campo de la electrónica, especialmente en el desarrollo de dispositivos electrónicos novedosos como dispositivos portátiles. A menudo, estas baterías están compuestas de moléculas semiconductoras orgánicas, que son ligeros y robustos. Por lo tanto, Encontrar estrategias novedosas para el desarrollo de estas moléculas semiconductoras ha sido el objetivo de muchos científicos a nivel mundial. Pero usualmente, Sintetizar estas moléculas implica el uso de costosos catalizadores de metales raros. Esto no solo da como resultado un alto costo de fabricación, pero la posibilidad de que los catalizadores metálicos se contaminen dificulta el proceso.

Para tal fin, en un nuevo estudio publicado en Edición internacional Angewandte Chemie , un grupo de investigación de la Universidad de Okayama, incluyendo al profesor Seiji Suga y al profesor asociado Koichi Mitsudo, desarrolló un nuevo sistema de reacción para sintetizar derivados de tienoaceno, componentes clave en la síntesis de semiconductores orgánicos. Los científicos se centraron en la construcción de enlaces carbono-azufre (C-S) mediante electrólisis orgánica, que es una reacción favorable al medio ambiente. El profesor Suga explica:"Nos centramos en los bonos C-S, ya que son abundantes y significativos en el campo de la ciencia farmacéutica y de los materiales, como en ciertos medicamentos antidepresivos y antimicóticos ".

Convencionalmente Los enlaces C-S se construyen mediante un método llamado "acoplamiento cruzado catalizado por metales de transición, "que requiere el uso de catalizadores de metales raros. Esto encarece la reacción y, por lo tanto, inviable. Por lo tanto, en este estudio, los científicos se centraron en un enfoque diferente, llamada "formación de enlaces electroquímicos carbono-heteroátomo, "que es una reacción ecológica que requiere condiciones suaves. Aunque en el pasado se han informado varias reacciones electroquímicas novedosas de acoplamiento de heteroátomos de carbono, estas reacciones nunca se habían utilizado para sintetizar tienoacenos hasta ahora. El profesor Suga dice:"Durante los últimos años, estábamos interesados ​​en el desarrollo de nuevos métodos para la síntesis de tienoaceno, derivados del aceno que tienen un buen historial en electroquímica orgánica y son candidatos atractivos para materiales orgánicos útiles ".

Habiendo establecido la base de su estudio, Luego, los científicos investigaron más profundamente para encontrar nuevos métodos electroquímicos para la síntesis de tienoaceno. Descubrieron que la formación de enlaces C-S deseada se producía sin problemas en presencia de un ión "bromuro", que actúa como un poderoso promotor de la reacción. Usando esta estrategia, los científicos sintetizaron con éxito tipos de derivados de tienoaceno llamados "derivados de tienoaceno π-expandidos". Curiosamente, Este estudio es el primero en informar sobre la formación exitosa de enlaces C-S para la síntesis de derivados de tienoaceno. El profesor Suga explica:"Nuestro estudio fue el primero en informar sobre una reacción deshidrogenativa electrooxidativa para producir enlaces C-S para tienoacenos. Descubrimos que el ion bromuro, que catalíticamente promueve la reacción como mediador de halógeno, es esencial para la reacción ".

Este estudio ofrece la esperanza de que, en el futuro, Las moléculas semiconductoras orgánicas se pueden producir utilizando una técnica rentable, sin necesidad de utilizar costosos catalizadores metálicos. El profesor Suga concluye:"La clave de esta investigación radica en el método de 'síntesis electroquímica, 'que es una fuente de energía limpia y renovable ". A través de estos hallazgos, los científicos de la Universidad de Okayama esperan lograr una síntesis orgánica sostenible con un impacto mínimo en el medio ambiente. Por lo tanto, Este estudio también es un paso significativo hacia el logro de los objetivos de desarrollo sostenible de la ONU y, por lo tanto, promueve un futuro mejor para la humanidad.