Synthese von redoxaktiven, dendritischen Porphyrinen mit Viologenperipherie - Nachweis eines radialen Redoxgradienten in Viologendendrimeren

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG

1.1 SYNTHESESTRATEGIEN

1.1.1 Divergente Synthesestrategie

1.1.2 Konvergente Synthesestrategie

1.2 FUNKTIONALISIERTE DENDRIMERE

2 ZIELSETZUNG

3 SYNTHETISCHER TEIL

3.1 SYNTHESESTRATEGIE

3.2 SYNTHESE DES INITIATORKERNS

3.3 SYNTHESE DER BENZYLISCHEN VIOLOGENSEGMENTE

3.4 SYNTHESE DER DENDRIMERE D0 UND D1

3.5 METALLIERUNG VON TTP, D0 UND D1

4 ANALYTISCHER TEIL

4.1 ERGEBNISSE DER ANALYSE DER ELEKTRONENFALLEN T0 UND T1

4.2 CYCLOVOLTAMETRISCHE MESSUNGEN (CV) AN PORPHYRINDENDRIMEREN

4.2.1 Analyse der freien Porphyrine TTP, D0 und D1

4.2.2 Analyse der metallierten Verbindungen Co-TTP und Co-D0

4.3 SPEKTROELEKTROCHEMISCHE MESSUNGEN

4.3.1 UV/ VIS-Spektrometrie von TTP, D0, D1, Co-TTP und Co-D0

4.3.2 Bestimmung der Reduktionspotentiale E°

4.3.3 Pimerisierung

4.3.4 Kinetische Untersuchungen

5 ZUSAMMENFASSUNG

6 EXPERIMENTELLER TEIL

6.1 ANALYSEGERÄTE

6.2 CHEMIKALIEN

6.3 ABKÜRZUNGEN

6.4 SYNTHESE DER PORPHYRIN-ZENTRUMSVERBINDUNG

Meso-Tetratolyl-Porphyrin:

-Bromtoluolaldehyd

6.4.3 meso-Tetra-(α-bromtolyl)-porphyrin

6.5 SYNTHESE DER BAUSTEINE FÜR DAS BENZYLISCHES VIOLOGENGERÜST

3,5-Di(hydroxymethyl)-benzylbromid und 3,5-Di(brommethyl)-hydroxymethylbenzol

6.5.2 N-(3,5-Di(hydroxymethyl)-benzyl)-4,4’-bipyridinium-hexafluorophosphat

6.6 SYNTHESE DER VIOLOGENDENDRIMERE

6.6.1 TTP-Viologendendrimer D0 ( 0. Generation )

6.6.2 V1 ⋅ (OH)8

6.6.3 V1 (Br)8·[PF6]8

6.6.4 TTP-Viologendendrimer D1 ( 1. Generation )

Co-TTP

6.6.6 Co-D0

7 LITERATURVERZEICHNIS

Zielsetzung und thematische Schwerpunkte

Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Nachweis eines vektoriellen Elektronentransfers in Dendrimeren, die aus unterschiedlichen Viologenuntereinheiten aufgebaut sind und dadurch einen radialen Redoxgradienten ausbilden. Dabei werden bestehende Systeme (T0 und T1) untersucht sowie neue Dendrimere mit einem Porphyrinkern als funktionelles Zentrum und einer Viologenhülle synthetisiert und charakterisiert.

• Synthese von dendritischen Porphyrinen mit Viologenperipherie.
• Untersuchung des radialen Redoxgradienten in Viologendendrimeren.
• Elektrochemische und spektroelektrochemische Charakterisierung der Elektronenfallen.
• Analyse der Pimerisierung und Kinetik von Redoxvorgängen.

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 EINLEITUNG: Einführung in die Synthesestrategien von Dendrimeren und die Bedeutung funktionalisierter, insbesondere elektroaktiver Systeme.

2 ZIELSETZUNG: Darlegung des Vorhabens, vektoriellen Elektronentransfer und radiale Redoxgradienten in Porphyrin-Viologen-Dendrimeren nachzuweisen.

3 SYNTHETISCHER TEIL: Beschreibung der Entwicklung und Herstellung der spezifischen Porphyrin-Initiatorkerne und der benzylischen Viologenbausteine.

4 ANALYTISCHER TEIL: Detaillierte Untersuchung der elektrochemischen und spektroelektrochemischen Eigenschaften mittels CV und UV/VIS-Spektroskopie.

5 ZUSAMMENFASSUNG: Zusammenfassende Betrachtung der erfolgreichen Synthese und der nachgewiesenen physikalisch-chemischen Phänomene der untersuchten Dendrimere.

6 EXPERIMENTELLER TEIL: Auflistung der verwendeten Geräte, Chemikalien und der detaillierten experimentellen Protokolle für die durchgeführten Synthesen.

Schlüsselwörter

Dendrimere, Porphyrine, Viologen, Elektronentransfer, Redoxgradient, Elektronenfalle, Cyclovoltammetrie, Spektroelektrochemie, Pimerisierung, Synthesestrategie, Metallierung, Bipyridinium, Redoxpotential, Kinetik, Elektronenschwamm.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung von elektroaktiven Dendrimeren, die aus einem Porphyrinkern und einer Viologen-Peripherie bestehen.

Was sind die zentralen Themenfelder?

Die zentralen Themen sind die Entwicklung von Molekülen mit radialen Redoxgradienten, der Nachweis vektoriellen Elektronentransfers und die Untersuchung der Elektroaktivität dieser Strukturen.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das Hauptziel ist der Nachweis von vektoriellem Elektronentransfer in Systemen mit radialen Redoxgradienten sowie die Synthese neuer Dendrimere mit einem Porphyrinkern und einer Viologenhülle.

Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?

Es wurden sowohl synthetische Methoden zur Dendrimerherstellung als auch elektrochemische Analysen wie Cyclovoltammetrie (CV) und spektroelektrochemische Untersuchungen eingesetzt.

Was wird im Hauptteil behandelt?

Der Hauptteil umfasst den synthetischen Teil zur Herstellung der Verbindungen sowie den analytischen Teil, in dem die elektrochemischen Daten und Kinetikmessungen ausgewertet werden.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Wichtige Begriffe sind Dendrimere, Porphyrine, Viologene, Redoxgradienten und Elektronentransfer.

Wie unterscheidet sich die Pimerisierung bei D0 und D1?

Während bei D0 keine intramolekulare Pimerisierung beobachtet wurde, zeigte D1 eine ausgeprägte Pimerisierung, was auf strukturelle Unterschiede in der Anordnung der Bipyridiniumuntereinheiten zurückzuführen ist.

Warum wurde bei Co-D0 ein kinetischer Effekt beobachtet?

Die benzylische Viologenperipherie bildet eine Potentialbarriere, die den Elektronentransfer zum Porphyrinzentrum kinetisch hemmt und somit die Oxidation des Kobalt-Zentrums verlangsamt.