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Paolino M, Saletti M, Reale A, Razzano V, Giuliani G, Donati A, Bonechi C, Giorgi G, Mercorillo G, Samperi F, Mróz W, Botta C, Cappelli A. Spontaneous Polymerization of Benzofulvene Monomers Bearing a 4-Pyridylacetylene Substituent in Different Positions of the Benzofulvene Scaffold. Eur Polym J 2023. [DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2023.111957] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 03/03/2023]
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2
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Paolino M, Saletti M, Reale A, Licciardi M, Varvarà P, Marquette A, Léonard J, Bonechi C, Donati A, Giorgi G, Giuliani G, Carlotti B, Ortica F, Latterini L, Gentile M, Paccagnini E, Olivucci M, Cappelli A. Design, Synthesis and Characterization of a Visible-Light-Sensitive Molecular Switch and Its PEGylation Towards a Self-Assembling Molecule. Chemistry 2022; 28:e202201477. [PMID: 35695822 PMCID: PMC9541190 DOI: 10.1002/chem.202201477] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/16/2022] [Indexed: 11/07/2022]
Abstract
HBDI-like chromophores represent a novel set of biomimetic switches mimicking the fluorophore of the green fluorescent protein that are currently studied with the hope to expand the molecular switch/motor toolbox. However, until now members capable of absorbing visible light in their neutral (i. e. non-anionic) form have not been reported. In this contribution we report the preparation of an HBDI-like chromophore based on a 3-phenylbenzofulvene scaffold capable of absorbing blue light and photoisomerizing on the picosecond timescale. More specifically, we show that double-bond photoisomerization occurs in both the E-to-Z and Z-to-E directions and that these can be controlled by irradiating with blue and UV light, respectively. Finally, as a preliminary applicative result, we report the incorporation of the chromophore in an amphiphilic molecule and demonstrate the formation of a visible-light-sensitive nanoaggregated state in water.
Collapse
Affiliation(s)
- Marco Paolino
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
| | - Mario Saletti
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
| | - Annalisa Reale
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
| | - Mariano Licciardi
- Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF)Università degli Studi di PalermoVia Archirafi 3290123PalermoItaly
| | - Paola Varvarà
- Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF)Università degli Studi di PalermoVia Archirafi 3290123PalermoItaly
| | - Arnaud Marquette
- Institut de Physique et Chimie des Matériaux de StrasbourgUniversité de StrasbourgCNRS UMR7504StrasbourgFrance
| | - Jérémie Léonard
- Institut de Physique et Chimie des Matériaux de StrasbourgUniversité de StrasbourgCNRS UMR7504StrasbourgFrance
| | - Claudia Bonechi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
| | - Alessandro Donati
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
| | - Gianluca Giorgi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
| | - Germano Giuliani
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
| | - Benedetta Carlotti
- Dipartimento di Chimica, Biologia e BiotecnologieUniversità di PerugiaVia Elce di Sotto, 806123PerugiaItaly
| | - Fausto Ortica
- Dipartimento di Chimica, Biologia e BiotecnologieUniversità di PerugiaVia Elce di Sotto, 806123PerugiaItaly
| | - Loredana Latterini
- Dipartimento di Chimica, Biologia e BiotecnologieUniversità di PerugiaVia Elce di Sotto, 806123PerugiaItaly
| | - Mariangela Gentile
- Dipartimento di Scienze della VitaUniversità degli Studi di SienaVia A. Moro53100SienaItaly
| | - Eugenio Paccagnini
- Dipartimento di Scienze della VitaUniversità degli Studi di SienaVia A. Moro53100SienaItaly
| | - Massimo Olivucci
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
- Chemistry DepartmentBowling Green State University43403Bowling GreenOHUSA) ok
| | - Andrea Cappelli
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)Università degli Studi di SienaVia A. Moro 253100SienaItaly
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Paolino M, Saletti M, Reale A, Razzano V, Giuliani G, Donati A, Bonechi C, Giorgi G, Atrei A, Mauro M, Scamporrino A, Samperi F, Fois E, Tabacchi G, Botta C, Cappelli A. Spontaneous polymerization of benzofulvene derivatives bearing complexed or un-complexed pyridine rings. Eur Polym J 2022. [DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2022.111137] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/26/2022]
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4
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Synthesis and UV-light induced oligomerization of a benzofulvene-based neutral platinum(II) complex. Eur Polym J 2021. [DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2021.110597] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.7] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
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5
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Kumar T, Yang Y, Sghaier S, Zaid Y, Le Goff XF, Rousset E, Massicot F, Harakat D, Martinez A, Taillefer M, Maron L, Behr J, Jaroschik F. Tuning the Regioselective Functionalization of Trifluoromethylated Dienes via Lanthanum‐Mediated Single C−F Bond Activation. Chemistry 2021; 27:4016-4021. [DOI: 10.1002/chem.202005239] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 2.7] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/07/2020] [Indexed: 01/13/2023]
Affiliation(s)
- Tarun Kumar
- ICGM Univ. Montpellier, CNRS, ENSCM 34090 Montpellier France
- ICMR, UMR 7312 Université de Reims Champagne Ardenne, CNRS 51097 Reims France
| | - Yan Yang
- LPCNO Université de Toulouse, UPS, INSA, CNRS 135 avenue de Rangueil 31077 Toulouse France
| | - Sirine Sghaier
- ICGM Univ. Montpellier, CNRS, ENSCM 34090 Montpellier France
| | - Yassir Zaid
- ICGM Univ. Montpellier, CNRS, ENSCM 34090 Montpellier France
| | - Xavier F. Le Goff
- ICSM Univ. Montpellier, CEA, CNRS, ENSCM 30207 Bagnols-sur-Cèze France
| | - Elodie Rousset
- ICMR, UMR 7312 Université de Reims Champagne Ardenne, CNRS 51097 Reims France
| | - Fabien Massicot
- ICMR, UMR 7312 Université de Reims Champagne Ardenne, CNRS 51097 Reims France
| | - Dominique Harakat
- ICMR, UMR 7312 Université de Reims Champagne Ardenne, CNRS 51097 Reims France
| | - Agathe Martinez
- ICMR, UMR 7312 Université de Reims Champagne Ardenne, CNRS 51097 Reims France
| | - Marc Taillefer
- ICGM Univ. Montpellier, CNRS, ENSCM 34090 Montpellier France
| | - Laurent Maron
- LPCNO Université de Toulouse, UPS, INSA, CNRS 135 avenue de Rangueil 31077 Toulouse France
| | - Jean‐Bernard Behr
- ICMR, UMR 7312 Université de Reims Champagne Ardenne, CNRS 51097 Reims France
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6
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Paolino M, Reale A, Magrini G, Razzano V, Giuliani G, Donati A, Giorgi G, Samperi F, Canetti M, Mauro M, Villafiorita-Monteleone F, Fois E, Botta C, Cappelli A. UV-light-induced polymerization in the amorphous solid-state of a spontaneously non-polymerizing 3-phenylbenzofulvene monomer. Eur Polym J 2020. [DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2020.109923] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 0.8] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/25/2022]
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7
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Paolino M, Reale A, Razzano V, Giorgi G, Giuliani G, Villafiorita-Monteleone F, Botta C, Coppola C, Sinicropi A, Cappelli A. Design, synthesis, structure, and photophysical features of highly emissive cinnamic derivatives. NEW J CHEM 2020. [DOI: 10.1039/d0nj02429e] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 0.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
New cinnamic derivatives 1a–c were designed starting from the chromophores working in polybenzofulvene derivatives poly-6-DMFL-BF3k, poly-6-MCBZ-BF3k, and poly-6-TPA-BF3k endowed with outstanding optoelectronic performances.
Collapse
Affiliation(s)
- Marco Paolino
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)
- Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2
- 53100 Siena
- Italy
| | - Annalisa Reale
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)
- Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2
- 53100 Siena
- Italy
| | - Vincenzo Razzano
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)
- Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2
- 53100 Siena
- Italy
| | - Gianluca Giorgi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)
- Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2
- 53100 Siena
- Italy
| | - Germano Giuliani
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)
- Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2
- 53100 Siena
- Italy
| | | | - Chiara Botta
- Istituto di Scienze e Tecnologie Chimiche “G. Natta” – SCITEC (CNR), Via A. Corti 12
- 20133 Milano
- Italy
| | - Carmen Coppola
- R2ES Lab, Department of Biotechnology, Chemistry and Pharmacy, University of Siena
- 53100 Siena
- Italy
- Center for Colloid and Surface Science (CSGI)
- 50019 Firenze
| | - Adalgisa Sinicropi
- R2ES Lab, Department of Biotechnology, Chemistry and Pharmacy, University of Siena
- 53100 Siena
- Italy
- Center for Colloid and Surface Science (CSGI)
- 50019 Firenze
| | - Andrea Cappelli
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018–2022)
- Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2
- 53100 Siena
- Italy
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Paolino M, Reale A, Razzano V, Giuliani G, Donati A, Giorgi G, Boccia AC, Mendichi R, Piovani D, Botta C, Salvini L, Samperi F, Savoca C, Licciardi M, Paccagnini E, Gentile M, Cappelli A. Physicochemical Properties of A New PEGylated Polybenzofulvene Brush for Drug Encapsulation. Pharmaceutics 2019; 11:E444. [PMID: 31480633 PMCID: PMC6781277 DOI: 10.3390/pharmaceutics11090444] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/19/2019] [Revised: 08/19/2019] [Accepted: 08/20/2019] [Indexed: 11/26/2022] Open
Abstract
A new polymer brush was synthesized by spontaneous polymerization of benzofulvene macromonomer 6-MOEG-9-T-BF3k bearing a nona(ethylene glycol) side chain linked to the 3-phenylindene scaffold by means of a triazole heterocycle. The polymer structure was studied by SEC-MALS, NMR spectroscopy, and MALDI-TOF MS techniques, and the results supported the role of oligomeric initiatory species in the spontaneous polymerization of polybenzofulvene derivatives. The aggregation features of high molecular weight poly-6-MOEG-9-T-BF3k-FE were investigated by pyrene fluorescence analysis, dynamic light scattering studies, and transmission electron microscopy, which suggested a tendency towards the formation of spherical objects showing dimensions in the range of 20-200 nm. Moreover, poly-6-MOEG-9-T-BF3k-FE showed an interesting cytocompatibility in the whole concentration range tested that, besides its aggregation features, makes this polybenzofulvene brush a good polymer candidate for nanoencapsulation and delivery of drug molecules. Finally, the photo-physical features of poly-6-MOEG-9-T-BF3k-FE could allow the biodistribution of the resulting drug delivery systems to be monitored by fluorescence microscopy techniques.
Collapse
Affiliation(s)
- Marco Paolino
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy
| | - Annalisa Reale
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy
| | - Vincenzo Razzano
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy
| | - Germano Giuliani
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy
| | - Alessandro Donati
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy
| | - Gianluca Giorgi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy
| | | | - Raniero Mendichi
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy
| | - Daniele Piovani
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy
| | - Chiara Botta
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy
| | - Laura Salvini
- Toscana Life Sciences Foundation, Via Fiorentina 1, 53100 Siena, Italy
| | - Filippo Samperi
- Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali (IPCB) U.O.S. di Catania, CNR, Via Gaifami 18, 95126 Catania, Italy
| | - Cristina Savoca
- Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF), Università degli Studi di Palermo, Via Archirafi 32, 90123 Palermo, Italy
| | - Mariano Licciardi
- Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF), Università degli Studi di Palermo, Via Archirafi 32, 90123 Palermo, Italy
| | - Eugenio Paccagnini
- Dipartimento di Scienze della Vita, Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy
| | - Mariangela Gentile
- Dipartimento di Scienze della Vita, Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy
| | - Andrea Cappelli
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
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Paolino M, Grisci G, Castriconi F, Reale A, Giuliani G, Donati A, Bonechi C, Giorgi G, Mendichi R, Piovani D, Boccia AC, Canetti M, Samperi F, Dattilo S, Scialabba C, Licciardi M, Paccagnini E, Gentile M, Cappelli A. Densely PEGylated Polybenzofulvene Brushes for Potential Applications in Drug Encapsulation. Pharmaceutics 2018; 10:E234. [PMID: 30445768 PMCID: PMC6321592 DOI: 10.3390/pharmaceutics10040234] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/28/2018] [Revised: 11/04/2018] [Accepted: 11/12/2018] [Indexed: 11/17/2022] Open
Abstract
The technique of grafting side chains onto a linear polymeric backbone is commonly used to confer to the new polymeric material with desired properties, such as tunable solubility, ionic charge, biocompatibility, or specific interactions with biological systems. In this paper, two new polybenzofulvene backbones were assembled by spontaneous polymerization of the appropriate benzofulvene monomers (4,6-PO-BF3k and 4',6-PO-BF3k) bearing two clickable propargyloxy groups in different positions of the 3-phenylindene scaffold. Poly-4,6-PO-BF3k and poly-4',6-PO-BF3k were grafted with monomethyl oligo(ethylene glycol) (MOEG) to prepare two new polybenzofulvene brushes (i.e., poly-4,6-MOEG-9-TM-BF3k and poly-4',6-MOEG-9-TM-BF3k) by means of a "grafting onto" approach, that were characterized from the point of view of their macromolecular features, aggregation liability, and in a preliminary evaluation of biocompatibility. The obtained results make these PEGylated polybenzofulvene brushes (PPBFB) derivatives potentially useful as nanocarriers for nanoencapsulation and delivery of drug molecules.
Collapse
Affiliation(s)
- Marco Paolino
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Giorgio Grisci
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Federica Castriconi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Annalisa Reale
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Germano Giuliani
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Alessandro Donati
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Claudia Bonechi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Gianluca Giorgi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Raniero Mendichi
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy.
| | - Daniele Piovani
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy.
| | | | - Maurizio Canetti
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy.
| | - Filippo Samperi
- Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali (IPCB) U.O.S. di Catania, CNR, Via Gaifami 18, 95126 Catania, Italy.
| | - Sandro Dattilo
- Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali (IPCB) U.O.S. di Catania, CNR, Via Gaifami 18, 95126 Catania, Italy.
| | - Cinzia Scialabba
- Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF), Università degli Studi di Palermo, Via Archirafi 32, 90123 Palermo, Italy.
| | - Mariano Licciardi
- Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF), Università degli Studi di Palermo, Via Archirafi 32, 90123 Palermo, Italy.
| | - Eugenio Paccagnini
- Dipartimento di Scienze della Vita, Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Mariangela Gentile
- Dipartimento di Scienze della Vita, Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Andrea Cappelli
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018⁻2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
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Paolino M, Grisci G, Reale A, Razzano V, Giuliani G, Donati A, Mendichi R, Piovani D, Boccia AC, Grillo A, Giorgi G, Cappelli A. Structural Manipulation of the Conjugated Phenyl Moiety in 3-Phenylbenzofulvene Monomers: Effects on Spontaneous Polymerization. Polymers (Basel) 2018; 10:E752. [PMID: 30960677 PMCID: PMC6403996 DOI: 10.3390/polym10070752] [Citation(s) in RCA: 12] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/28/2018] [Revised: 07/03/2018] [Accepted: 07/04/2018] [Indexed: 11/19/2022] Open
Abstract
Spontaneous polymerization is an intriguing phenomenon in which pure monomers begin their polymerization without initiators or catalysts. Previously, 3-phenylbenzofulvene monomers were found to polymerize spontaneously after solvent removal. Here, eight new 3-substituted benzofulvene monomers 1a⁻h were synthesized in order to investigate the effects of differently substituted aromatic rings in position 3 of the benzofulvene scaffold on spontaneous polymerization. The newly synthesized monomers maintained the tendency toward spontaneous polymerization. However, monomer 1a, bearing an ortho-methoxy substituted phenyl, polymerized hardly, thus producing low polymerization yields, inhomogeneous structure, and low molecular weight of the obtained polymeric material. This result suggested the importance of the presence of hydrogen atoms in the 2'-position to achieve productive interactions among the monomers in the recognition step preluding the spontaneous polymerization and among the monomeric units in the polybenzofulvene backbones. Moreover, this study paves the way to modify the pendant rings in position 3 of the indene scaffold to synthesize new polybenzofulvene derivatives variously decorated.
Collapse
Affiliation(s)
- Marco Paolino
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Giorgio Grisci
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Annalisa Reale
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Vincenzo Razzano
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Germano Giuliani
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Alessandro Donati
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Raniero Mendichi
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy.
| | - Daniele Piovani
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy.
| | - Antonella C Boccia
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR), Via A. Corti 12, 20133 Milano, Italy.
| | - Alessandro Grillo
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Gianluca Giorgi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
| | - Andrea Cappelli
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (Dipartimento di Eccellenza 2018-2022), Università degli Studi di Siena, Via Aldo Moro 2, 53100 Siena, Italy.
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Fabrizi de Biani F, Reale A, Razzano V, Paolino M, Giuliani G, Donati A, Giorgi G, Mróz W, Piovani D, Botta C, Cappelli A. Electrochemical and optoelectronic properties of terthiophene- and bithiophene-based polybenzofulvene derivatives. RSC Adv 2018; 8:10836-10847. [PMID: 35541515 PMCID: PMC9078966 DOI: 10.1039/c7ra13242e] [Citation(s) in RCA: 10] [Impact Index Per Article: 1.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/11/2017] [Accepted: 02/28/2018] [Indexed: 11/21/2022] Open
Abstract
The electrochemical behavior of some polybenzofulvene derivatives bearing bithiophene (BT) or terthiophene (TT) side chains was investigated by cyclic voltammetry. Very interestingly, the presence of unsubstituted terminal thiophene moieties allowed poly-6-BT-BF3k and poly-6-TT-BF3k to be cross-linked by electrochemical procedures. Conductive films were obtained by electrodeposition from solutions of these polymers onto electrode surfaces through the formation of covalent cross-linking due to dimerization (i.e. electrochemical oxidation) of the BT or TT side chains. The films showed electrochromic features and switched from yellow-orange (neutral) to green (positively charged) by switching the potential, and were stable to tenths of cycles, without degradation in the wet state in the electrolyte solution. Finally, the thin film obtained by electrodeposition of poly-6-TT-BF3k on a indium tin oxide (ITO) glass substrate showed in the neutral state a significantly red-shifted photoluminescence (PL) emission (∼40 nm red-shifted with respect to that of the corresponding film obtained by casting procedures), which was consistent with the presence of more conjugated moieties produced by the oxidative dimerization of the TT side chains. The innovative architecture and the easy preparation could lead to a broad range of applications in optoelectronics and bioelectronics for these cross-linked hybrid materials based on π-stacked polybenzofulvene backbones bearing oligothiophene side chains. The electrochemical behavior of some polybenzofulvene derivatives bearing bithiophene (BT) or terthiophene (TT) side chains was investigated by cyclic voltammetry and cross-linked materials were obtained by dimerization of the BT or TT side chains.![]()
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Affiliation(s)
- Fabrizia Fabrizi de Biani
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia and European Research Centre for Drug Discovery and Development, Università degli Studi di Siena Via Aldo Moro 2 53100 Siena Italy +39 0577 234320
| | - Annalisa Reale
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia and European Research Centre for Drug Discovery and Development, Università degli Studi di Siena Via Aldo Moro 2 53100 Siena Italy +39 0577 234320
| | - Vincenzo Razzano
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia and European Research Centre for Drug Discovery and Development, Università degli Studi di Siena Via Aldo Moro 2 53100 Siena Italy +39 0577 234320
| | - Marco Paolino
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia and European Research Centre for Drug Discovery and Development, Università degli Studi di Siena Via Aldo Moro 2 53100 Siena Italy +39 0577 234320
| | - Germano Giuliani
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia and European Research Centre for Drug Discovery and Development, Università degli Studi di Siena Via Aldo Moro 2 53100 Siena Italy +39 0577 234320
| | - Alessandro Donati
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia and European Research Centre for Drug Discovery and Development, Università degli Studi di Siena Via Aldo Moro 2 53100 Siena Italy +39 0577 234320
| | - Gianluca Giorgi
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia and European Research Centre for Drug Discovery and Development, Università degli Studi di Siena Via Aldo Moro 2 53100 Siena Italy +39 0577 234320
| | - Wojciech Mróz
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR) Via A. Corti 12 20133 Milano Italy
| | - Daniele Piovani
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR) Via A. Corti 12 20133 Milano Italy
| | - Chiara Botta
- Istituto per lo Studio delle Macromolecole (CNR) Via A. Corti 12 20133 Milano Italy
| | - Andrea Cappelli
- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia and European Research Centre for Drug Discovery and Development, Università degli Studi di Siena Via Aldo Moro 2 53100 Siena Italy +39 0577 234320
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