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

Diploma Thesis , 2000 , 72 Pages , Grade: 1

Chemistry - Organic Chemistry

Dendrimere sind aus repetitiven Untereinheiten aufgebaute Moleküle, die sich schnell zu kugelförmigen, hochmolekularen Strukturen mit interessanten Eigenschaften entwickeln [1], [2]. Von Ende der 70iger Jahre bis 1986 wurde die divergente Synthesestrategie von Denkewalder [3], Newkome [4] und Tomalia [5], [6] entwickelt. Fréchet [7], [8] und Miller [9] stellten die konvergente Synthesestrategie vor. Im Folgenden werden diese beiden Synthesewege kurz vorgestellt.
[...]

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Synthesestrategien
• Divergente Synthesestrategie
• Konvergente Synthesestrategie
• Funktionalisierte Dendrimere
• Zielsetzung
• Synthetischer Teil
• Synthesekonzept der dendritischen Porphyrine
• Synthesestrategie
• Synthese des Initiatorkerns
• Synthese der benzylischen Viologensegmente
• Synthese des Verzweigungsmolekuls
• Synthese der Endgruppe
• Synthese der Dendrimere Do und DI
• Metallierung von TTP, Do und DI
• Analytischer Teil
• Ergebnisse der Analyse der Elektronenfallen To und Tl
• Cyclovoltametrische Messungen (CV) an Porphyrindendrimeren
• Analyse der freien Porphyrine TTP, Do und DI
• Analyse der metallierten Verbindungen Co-TTP und Co-Do
• Spektroelektrochemische Messungen
• UV/VIS-Spektrometrie von Do, DI, Co-TTP und Co-Do
• Bestimmung der Reduktionspotentiale EO
• Pimerisierung
• Kinetische Untersuchungen
• Zusammenfassung
• Experimenteller Teil
• Analysegeräte
• Chemikalien
• Abkürzungen
• Synthese der Porphyrin-Zentrumsverbindung
• Meso-Tetratolyl-Porphyrin
• a-Bromtoluolaldehyd
• 5, 10, 15, 20-Tetra-(4-Brommethyl)-phenyl-21H, 23H-porphyrin
• Synthese der Bausteine für das benzylische Viologengerüst
• 3,5-Di(hydroxymethyl)-benzylbromid und 3,5-Di(brommethyl)-hydroxymethylbenzol
• N-(3,5-Di(hydroxymethyl)-benzyl)-4,4'-bipyridinium-hexafluorophosphat
• Synthese der Viologendendrimere
• TTP-Viologendendrimer Do (0. Generation)
• Vl(OH)8 (8-fach positiv geladenes Dodecanol als Hexafluorophosphat)
• Vl(Br)8 (8-fach positiv geladenes Dodecanbromid als Hexafluorophosphat)
• TTP-Viologendendrimer DI (1. Generation)
• Co-TTP
• Co-Do
• Literaturverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung von redoxaktiven, dendritischen Porphyrinen mit Viologenperipherie. Ziel ist es, den vektoriellen Elektronentransfer in Dendrimeren nachzuweisen, die aus unterschiedlichen Viologenuntereinheiten aufgebaut sind und so einen radialen Redoxgradienten bewirken.

• Synthese von dendritischen Porphyrinen mit Viologenperipherie
• Untersuchung des Elektronentransferverhaltens in Dendrimeren mit radialen Redoxgradienten
• Nachweis eines Elektronenfalleneffekts in Viologendendrimeren
• Charakterisierung der elektrochemischen und spektroelektrochemischen Eigenschaften der synthetisierten Verbindungen
• Kinetische Analyse der Redoxvorgänge

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung gibt einen Überblick über die Synthesestrategien und Funktionalisierung von Dendrimeren. Die Zielsetzung der Arbeit wird definiert, wobei der Fokus auf den Nachweis eines vektoriellen Elektronentransfers in Dendrimeren mit radialen Redoxgradienten liegt.

Der synthetische Teil beschreibt die schrittweise Synthese der dendritischen Porphyrine Do und DI, die aus einem Porphyrinkern und Viologenästen bestehen. Die Synthese des Initiatorkerns, der benzylischen Viologensegmente und die Metallierung von TTP, Do und DI werden im Detail erläutert.

Der analytische Teil präsentiert die Ergebnisse der elektrochemischen und spektroelektrochemischen Untersuchungen der synthetisierten Verbindungen. Es werden die Redoxpotentiale, die UV/VIS-Spektren und die Kinetik der Redoxvorgänge analysiert. Der Elektronenfalleneffekt in Viologendendrimeren wird anhand der Ergebnisse der elektrochemischen Messungen und der kinetischen Untersuchungen belegt.

Die Zusammenfassung fasst die wichtigsten Ergebnisse der Arbeit zusammen. Es wird gezeigt, dass die synthetisierten dendritischen Porphyrine mit Viologenperipherie einen radialen Redoxgradienten aufweisen und als „sphärische Dioden" fungieren. Der Nachweis eines Elektronenfalleneffekts in Viologendendrimeren stellt einen wichtigen Beitrag zum Verständnis des Elektronentransfers in dendritischen Systemen dar.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Dendrimere, Porphyrine, Viologene, Redoxgradient, Elektronentransfer, Elektronenfalle, spektroelektrochemische Messungen, Kinetik, Synthese, Charakterisierung.

• College: University of Cologne (FB Chemie an der math./nat. Fakultät)
• Grade: 1
• Author: Wolfdietrich Meyer (Author)
• Publication Year: 2000
• Pages: 72
• Catalog Number: V5617
• ISBN (eBook): 9783638134392
• Language: German
• Tags: Viologen, Nanochemie, Dendrimere, Porphyrine