Électropolymérisation de complexes d'inclusion : vers des fils électriques moléculaires encapsulés

Host/guest complexation: a strategy for the electrosynthesis of encapsulated molecular wires

Institut de Topologie et de Dynamique des Systèmes de l'Université Paris 7 Denis Diderot, URA 34 du CNRS, 1 rue Guy de la Brosse, 75005 Paris, France

Résumé

Une stratégie nouvelle utilisant la complexation sans formation de liaisons covalentes entre un monomère hydrophobe, le bithiophène (BT), et une molécule cage soluble dans l'eau, l'hydroxypropyl-β- cyclodextrine (HPβCD) conduit à l'électropolymérisation du polybithiophène (PBT) en milieu aqueux. On obtient des films homogènes, adhérents, d'épaisseur contrôlable et anormalement solubles dans le DMF, le DMSO et le THF. Les spectres IRTF, UV-vis et XPS sont similaires à ceux de polythiophènes synthétisés en milieu organique et indiquent la présence d'HPβCD au sein du film, malgré un rinçage intensif. Les analyses par SEC (Size Exclusion Chromatography) et MS-MALDI (Mass Spectrometry-Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) semblent indiquer des masses moléculaires élevées et démontrent l'absence de greffage de HPβCD sur les chaînes polymères. L'ensemble de ces résultats montre une modification des interactions interchaînes et chaînes/solvant et suggère l'obtention de chaînes de PBT partiellement encapsulées.

Abstract

A new strategy which allows the electrosynthesis of polybithiophene (PBT) from aqueous medium is reported. It uses host/guest complexation, without any covalent bonds being formed prior to the electropolymerization step, hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) being the host, bithiophene being the guest. IRTF and XPS spectroscopies show i) that PBT/HPβCD films seem similar to that of PBT films achieved in organic media and ii) that cyclodextrins persist in the films despite extensive rinsing. MS- MALDI analyses show that HPβCD are not grafted on the polymer backbone. The abnormal solubility in DMF, DMSO, THF of PT films electrosynthetized in aqueous HPβCD solutions, associated with a high conjugation length (UV vis) and SEC or MS-MALDI analyses suggest that the polymer chains may be partially encapsulated by cyclodextrins.