HALAKSA, R. Syntéza a studium fluorovaných organických materiálů pro elektronické a optoelektronické aplikace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2015.

Posudek vedoucího

Krajčovič, Jozef

Bakalářská práce studenta Romana Halaksy se zabývá implementací fluoroorganické chemie, v syntéze pokročilých funkčních struktur a zároveň představuje velice lukrativní a dynamicky se rozvíjející část organické elektroniky. Cíle bakalářské práce byly: A. vypracování literární rešerše v problematice polyfluorovaných stavebních bloků inkorporovaných do molekul s využitím pro elektroniku a optoelektroniku se zaměřením jak na historii, tak i současné trendy fluorovaných molekul pro tento obor. B. syntéza klíčových intermediátů (BATTFPF), které budou sloužit pro studium elektrofilních substitucí a nukleofilních aromatických substitucí, optických a elektrických vlastností daných skeletů. Student se už ve třetím semestru svého studia začal aktivně zapojovat do práce v organické laboratoři a postupně si osvojoval jednotlivé základní i pokročilejší techniky organické syntézy. Projevoval entusiasmus, kreativitu a prvky vysokého zajmu o organickou syntézu a rozpracovanou problematiku. Student se zhostil zodpovědně teoreticky i prakticky náročné problematiky, která je dle literárních zdrojů prakticky neprostudovaná. Pracoval zodpovědně cílevědomě se zaměřením na vytýčené cíle. Rešeršní část bakalářské práce je zpracovaná přehledně a s logickou návazností jednotlivých kapitol. V teoretické části práce se student zaměřil na fundamentální aspekty efektu fluoru v organických molekulách a jeho jedinečný přínos odrážející se v konečných vlastnostech daných struktur. V práci se také pojednává o vysoce atraktívní problematice n-typových organických systémech, které jsou předmětem extrémního zájmu. Dále jsou v práci zmiňované syntetické přístupy pro syntézu bis-thienylfenylenových trimérnich jednotek s fluorovaným i nefluorovaným centrálním fenylovým jádrem a možností nukleofilní aromatické substituce fluorovaných fragmentů. Teoretickou část práce uzavírají syntetické přístupy syntézy 3-alkylthiofenů, jako stavebních bloků pro syntézu zmiňovaných trimerů. V experimentální části bakalářské práce je uvedena syntetická cesta přípravy 3-dodecylthiofenu i jeho mono-bromace do polohy 2-. Připravený intermediát byl následně využit na syntézu fluorovaných bis-thienylfenylenových trimerů pomocí Stilleho kaplinku. Nově připravené molekuly se liší pozicí alkylových řetězců vůči centrálnímu tetrafluorovanemu fenylu. Navíc se student musel seznámit i s pokročilými identifikačními metodami v organické syntézy, mezi které bezesporu paří NMR. Tato bakalářská práce je zpracovaná přehledně, na velmi dobré úrovni a poskytuje dobrou představu, o efektu fluoru v organických systémech využitelných v různých aplikacích organické elektroniky. Práce je navíc je obohacená i experimentální částí, ve které student v multistupňové syntéze připravuje různé bis-thienylfenylenových trimery, struktura kterých je identifikována dostupnými spektrálními technikami. Práce bude sloužit jako výborný základ pro následující syntézy a svojí kvalitou jednoznačně převyšuje rámec obecné úrovně bakalářských prací. Předloženou bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a na základě její úrovně ji hodnotím stupněm „výborně“ (A).

Posudek oponenta

Pospíšilík, Karel

Úvod práce pojednává o požadavcích na materiály pro organickou elektroniku s důrazem na sloučeniny fluoru. Zavedení fluoru do organické sloučeniny totiž přispívá k uspořádanosti nadmolekulární struktury, k mobilitě elektrického náboje, nemísitelnosti s nefluorovanou fází, k nízkému povrchovému napětí i k deformaci LUMO orbitalu. K dosažení příznivého vlivu přítomnosti fluoru na vlastnosti organického polovodiče je zapotřebí, aby se našel vhodný poměr mezi fluorovanými a nefluorovanými bloky organického polovodiče. To je důležité taky z toho důvodu, že zavedením fluoru do organické sloučeniny je možné obdržet polovodič n-typu, stabilní k oxidaci, který lze obtížně obdržet jinou cestou. Podrobně pak jsou shrnuty možnosti aplikace thiofenových oligomerů s inkorporovanými fluorofenylovými jádry pro přípravu polovodičů n-typu. Tyto polovodiče se uplatňují v organické elektronice, ve fotovoltaických panelech, světlo imitujících OLED diodách. Thiofenová jádra mohou být s fluorfenylovými bloky různě uspořádána, jako optimální se jeví uspořádání D--A--D sestávající ze dvou 3/4-alkylthiofenových elektrondonorových jader spojených v poloze 2 s elektronakceptorovým 1,4-tetrafluorofenylovým můstkem. Konkretním příkladem takového uspořádání jsou uvedené isomery 1,4-bis((3/4)-dodecylthiofen-2-yl)-2,3,5,6-tetrafluorbenzenů BATTFPT. Experimentální část práce pak popisuje synthesu těchto dvou isomerních 1,4-bis((3/4)-dodecylthiofen-2-yl)-2,3,5,6-tetrafluorbenzenů BATTFPT Stilleho kaplingem 1,4-dibrom-2,3,5,6-tetrafluorbenzenu s odpovídajícím 3/4- dodecyl-2-tributylcínthiofenem. Výtěžek přípravy obou isomerů je okolo 43 %, čistota okolo 98 %. 3- dodecyl-2-tributylcínthiofen byl připraven z 3- dodecyl-2-bromthiofenu reakcí Grignardova činidla s tributylcín chloridem, zatímco 4-dodecyl-2-tributylcínthiofen byl připraven z 3- dodecylthiofenu metalací s butyllithiem a následnou reakcí s tributylcín chloridem. 3- dodecyl-2-bromthiofenu byl připraven bromací 3- dodecylthiofenu N-bromosukcinimidem, 3-dodecylthiofenbyl připraven z 2,3,5-tribromthiofenu. Zadání úkolu bylo splněno, bylo připraveno 0,58 g 1,4-bis(4-dodecylthiofen-2-yl)-2,3,5,6-tetrafluorbenzenu a 0,35 g 1,4-bis(3-dodecylthiofen-2-yl)-2,3,5,6-tetrafluorbenzenu identita obou finálních produktů byla potvrzena 1H NMR a 19F NMR spektry a elementární analysou. Výsledky HPLC analysy a měření bodu tání produktů naznačují na jejich dobrou kvalitu. Experimentální práce má synthetický charakter a příprava jedné ze sloučenin 1,4-bis(3-dodecylthiofen-2-yl)-2,3,5,6-tetrafluorbenzenu , včetně použitých meziproduktů (např 3-dodecyl-2(tributylstannyl)thiofenu CAS No 208053-19-4) byla již v literatuře popsána (J. Polym.Sci A, Polymer Chemistry 2011, 49,9,1933-41). Bylo by proto vhodné porovnat použité postupy přípravy s popsanými, srovnat dosažené výsledky s literárními údaji. Podobně porovnat i body tání produktů a meziproduktů. Úvodní část - Na str 17 se uvádí výtěžek fluorescence se symbolem F . Bylo by vhodné za prvně použitý pojem výtěžek fluorescence dát do závorky symbol (F) - Na str. 24 se jako metoda zavedení alkylu do polohy 3 thiofenového jádra uvádí kaplink mezi thiofenem-3-karbaldehydem a Grignardovým činidlem. Vhodnější označení této reakce je adice Grignardova činidla na karbonylovou skupinu thiofenem-3-karbaldehydu. Autor prokázal erudici při provádění líterární rešerše i při zpracovávání údajů z literatury do formy odborného sdělení. Zároveň uskutečnil pětistupňovou synthesu požadovaných sloučenin s využitím řady operací a postupů používaných v organické synthese. Synthesa jedné z těchto finálních sloučenin dosud nebyla v literatuře popsána. Výsledky presentoval v přehledné formě v předložené práci. Tuto práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A.

eVSKP id 77203