Obtenção de carbazóis conjugados com potencial emprego como componentes de células solares - Ferreira, Jorge Luiz Martins (2022)
A obtenção de energia de forma eficiente, sustentável e abrangente continua sendo um desafio para a sociedade moderna. Células solares sensibilizadas por corantes são uma classe de dispositivos que envolvem a conversão de energia luminosa em energia elétrica a partir do efeito fotovoltaico, com o uso de compostos orgânicos como absorvedores. Frente a alguns sistemas convencionais, essa abordagem possui vantagens, tais como: menor custo, leveza, flexibilidade, facilidade na modulação das propriedades de transporte de carga, entre outras. Nesse âmbito, sistemas conjugados baseados no cerne do carbazol têm sido promissores quando empregados como sensibilizadores ou como transportadores de carga para a geração da fotocorrente. Tendo em vista a importância da catálise organometálica na formação de sistemas biarílicos e análogos, o trabalho apresentado teve como objetivo a síntese de 3,6- diarilcarbazóis, por meio da reação de Suzuki-Miyaura, catalisadas por nanopartículas de Pd(0) estabilizadas por PEG-300. As reações catalíticas foram realizadas sob refluxo e irradiação de micro-ondas a 95°C (ou 130°C, em alguns casos). Análises de CG-EM indicaram altas conversões, em detrimento das seletividades. Com o emprego das condições de refluxo (2 mol% Pd(0), K2CO3, 90°C e 24h), os produtos 3,6-difenil-9H-carbazol (87) e 3,6-di(naftalen-1-il)-9H-carbazol (93) foram obtidos em seletividade de 50,5% e 92%, respectivamente. Sob irradiação de micro-ondas nas mesmas condições reacionais, entretanto com tempo de reação de 2h, os produtos 3,6-difenil-9H-carbazol (87) e 3,6-di(tiofen-3-il)-9Hcarbazol (90) foram obtidos com seletividade de 80,6% e 52,5%, respectivamente. Entretanto,o produto 3,6-di(naftalen-1-il)-9H-carbazol (93) apresentou menor seletividade (47,1%) nestas condições de microondas. A análise do sistema catalítico por espalhamento dinâmico de luz revelou que as condições de irradiação de micro-ondas levam a um aumento na distribuição de tamanho média das PdNPs. É possível que as baixas seletividades (ou ausência) observadas para a maior parte dos produtos de acoplamento cruzado estejam relacionadas a aspectos de solubilidade da base e de alguns reagentes, assim como a desativação parcial do sistema catalítico. Cabe destacar, que os produtos obtidos através das reações de acoplamento cruzado de Suzuki-Miyaura deste trabalho serão empregados como corantes sensibilizadores em células solares.