Development and synthesis of Diazocines with improved properties and their application in supramolecular chemistry, in photoresponsive materials and the condensation of oxoanions

Abstract

Die Photoschaltbarkeit einzelner Moleküle stellt ein wirksames Hilfsmittel dar, um auf molekularer Ebene technische oder biologische Systeme gezielt zu steuern und zu beeinflussen. Einer umfassenden Nutzung der bekannten Photoschalter standen jedoch häufig Einschränkungen, meist aufgrund unzureichender photochemischer Eigenschaften, im Wege. Eine hohe Quantenausbeute und gute Schalteffizienz zeichnen das Diazocin aus, welches strukturell an das bekannte Azobenzol angelehnt ist. Trotz zumeist überlegenen photochemischen Eigenschaften und intensiver Optimierungsarbeiten vor allem in Hinblick auf die synthetische Zugänglichkeit, gibt es noch eine Reihe von Nachteilen, die die Nutzbarkeit von Diazocinen einschränken. Im Fokus dieser Arbeit standen daher Optimierungen der Eigenschaften, sowie teilweise darauf aufbauend die Etablierung von Diazocinen für unterschiedlichste Anwendungen. Die Funktionalisierung dieser Klasse von Photoschaltern war bisher problematisch, da nur wenig universelle Syntheserouten bekannt waren. Die in dieser Arbeit entwickelte und getestete Funktionalisierung mittels einer Triazoleinheit bietet einen modularen Ansatz, der eine schnelle und einfache Funktionalisierung unter Erhalt der guten photochemischen Eigenschaften verspricht. Auf Grundlage dieses synthetischen Konzeptes konnten zwei diazocinbasierte, isomere Liganden erhalten werden, die mit Co(II)-Ionen selbstorganisierte, supramolekulare Helicatstrukturen bilden. In einem weiteren Teil der Arbeit sollte nach dem Vorbild der ATP-Synthase die lichtgetriebene Oxoanionenkondensation durch photoschaltbare Rezeptoren ermöglicht werden. Darüber hinaus sollte in einem weiteren Projekt Diazocine dargestellt werden und anschließend als Komonomere von einem Kooperationspartner in iCVD-Polymerisationen verwendet werden