@article{FullPanchalGoetzetal.2021, author = {Full, Julian and Panchal, Santosh P. and G{\"o}tz, Julian and Krause, Ana-Maria and Nowak-Kr{\´o}l, Agnieszka}, title = {Modulare Synthese helikal-chiraler Organobor-Verbindungen: Ausschnitte verl{\"a}ngerter Helices}, series = {Angewandte Chemie}, volume = {133}, journal = {Angewandte Chemie}, number = {8}, doi = {10.1002/ange.202014138}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-224385}, pages = {4396 -- 4403}, year = {2021}, abstract = {Zwei Arten helikal-chiraler Verbindungen mit einem oder zwei Boratomen wurden nach einem modularen Ansatz synthetisiert. Die Bildung der helikalen Strukturen erfolgte durch Einf{\"u}hrung von Bor in flexible Biaryl- bzw. Triaryl-Vorstufen, hergestellt aus kleinen achiralen Bausteinen. Die durchgehend ortho-fusionierten Azabora[7]helicene zeichnen sich dabei durch außergew{\"o}hnliche Konfigurationsstabilit{\"a}t, blaue oder gr{\"u}ne Fluoreszenz in L{\"o}sung mit Quantenausbeuten (Φ\(_{fl}\)) von 18-24 \%, gr{\"u}ne oder gelbe Emission im Festk{\"o}rper (Φ\(_{fl}\) bis zu 23 \%) und starke chiroptische Resonanz mit großen Anisotropiefaktoren von bis zu 1.12×10\(^{-2}\) aus. Azabora[9]helicene, aufgebaut aus winkelf{\"o}rmig sowie linear angeordneten Ringen, sind blaue Emitter mit Φ\(_{fl}\) von bis zu 47 \% in CH\(_{2}\)Cl\(_{2}\) und 25 \% im Festk{\"o}rper. DFT-Rechnungen zeigen, dass ihre P-M-Interkonversion {\"u}ber einen komplexeren Weg verl{\"a}uft als im Fall von H1. R{\"o}ntgenstrukturanalyse von Einkristallen zeigt deutliche Unterschiede in der Packungsanordnung von Methyl- und Phenylderivaten auf. Die Molek{\"u}le werden als Prim{\"a}rstrukturen verl{\"a}ngerter Helices vorgeschlagen.}, language = {de} } @phdthesis{Gehrold2016, author = {Gehrold, Andreas Christian}, title = {Synthese und stereochemische Eigenschaften von monomeren Henkelporphyrinen und deren Einsatzm{\"o}glichkeiten in di- und trimeren Systemen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134048}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Tetrapyrrole sind nicht nur in nat{\"u}rlichen Systemen von herausragender Bedeutung, sondern haben sich im letzten Jahrhundert zu einem zentralen Forschungsgegenstand verschiedener Naturwissenschaften entwickelt. Chirale Vertreter sind, trotz ihrer Bedeutung in der Natur, hierbei nur am Rande untersucht worden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde, ausgehend von p-Xylylen-verbr{\"u}ckten Porphyrinen, sogenannten Henkelporphyrinen, eine Vielzahl an chiralen Strukturen synthetisiert und stereochemisch untersucht. Die monomeren Vertreter waren abh{\"a}ngig vom Substitutionsmuster der Henkeleinheit achiral oder planar-chiral. {\"U}ber eine kurze und effiziente Syntheseroute wurden die Grundk{\"o}rper im Multigramm-Maßstab aufgebaut und anschließend sowohl strukturell modifiziert als auch funktionalisiert. Die chiralen Vertreter wurden mittels HPLC an chiraler Phase in die Enantiomere getrennt und mittels online-ECD-Spektroskopie wurden die ECD-Spektren im stopped-flow-Modus gemessen. Der Vergleich mit quantenchemisch berechneten ECD-Kurven erlaubte die sichere Zuordnung der Absolutkonfigurationen. Des Weiteren wurden die Monomere r{\"o}ntgenkristallographisch, UV-Vis-spektroskopisch und elektrochemisch eingehend untersucht. Ausgehend von den monomeren Vertretern wurden mittels direkter oxidativer Kupplung oder {\"u}ber {\"U}bergangsmetall-katalysierte Verfahren di- und trimere Systeme aufgebaut. Diese lagen als axial-, helikal- oder planar-chirale Strukturen vor. HPLC-ECD-Kopplung in Verbindung mit quantenchemischen Rechnungen erlaubte auch hier die Aufkl{\"a}rung der absoluten Stereostrukturen. Neben klassischen Porphyrin-Vertretern wurden im Rahmen dieser Arbeit erstmals Henkelchlorine durch OsO4-vermittelte Dihydroxylierung der Henkelporphyrine synthetisiert und vollst{\"a}ndig charakterisiert. Außerdem gelang in Kooperation mit Prof. Br{\"u}ckner (UConn) die Aufkl{\"a}rung der Absolutkonfigurationen helikal-chiraler Indachlorine. Die Arbeit liefert insgesamt eine breite Plattform an chiralen Porphyrinoiden, die f{\"u}r weitere Untersuchungen zu Reaktivit{\"a}t und Struktur von gr{\"o}ßtem Interesse sind, sowie erste detaillierte Einblicke in die faszinierenden Eigenschaften dieser Substanzklasse.}, subject = {Porphyrin}, language = {de} } @phdthesis{Schaumloeffel2014, author = {Schauml{\"o}ffel, Anu Lena}, title = {Quantenchemische Studien der Chiroptischen Eigenschaften ausgedehnter π-Systeme sowie Beitr{\"a}ge zu SpecDis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-108291}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2014}, abstract = {F{\"u}r die Aufkl{\"a}rung der absoluten Stereostruktur von chiralen Molek{\"u}len, die ein Chromophorsystem besitzen, hat sich die Kombination der experimentellen und theoretischen Spektroskopie des elektronischen Circulardichroismus (ECD) als Methode bew{\"a}hrt. In der vorliegenden Arbeit wurden die chiroptischen Eigenschaften von Bisbibenzyl-Makrocyclen, Mono- und Bis(cycloketo)porphyrinen, der Mohnbl{\"u}tenpigmente Nudicaulin I und II sowie von Bordipyrrol-Dimeren mit quantenchemischen Methoden untersucht. Zu diesem Zweck wurden verschiedene dichtefunktionaltheoretische (DFT) Ans{\"a}tze und post-HF-Methoden, wie z. B. der Coupled-Cluster-Ansatz RI-CC2, bez{\"u}glich ihrer Eignung, die Grund- und angeregten Zust{\"a}nde (UV/vis- und ECD-Eigenschaften) der einzelnen Verbindungen korrekt wiederzugeben, evaluiert. Da bei quantenchemischen UV- und ECD-Rechnungen an ausgedehnten π-Systemen aufgrund energetisch nah beieinander liegender Anregungen die Wahrscheinlichkeit f{\"u}r ghost states und charge-transfer-{\"U}berg{\"a}nge sowie Multireferenz-Problematiken steigt, wurden diese Aspekte genauer betrachtet. Die ersten zwei Ph{\"a}nomene lassen sich bereits auf TD-DFT-Niveau durch genaue Analyse der theoretischen spektroskopischen Daten ermitteln und unter Umst{\"a}nden durch entsprechend korrigierte Funktionale sogar sehr gut beschreiben. Im Gegensatz dazu k{\"o}nnen Doppelanregungsanteile {\"u}berhaupt erst durch Rechnungen mit geeigneten Methoden, wie z. B. das hier verwendete SORCI-Verfahren, erfasst werden. Zus{\"a}tzlich wurde das zur Auswertung von UV und ECD-Daten entwickelte Programm SpecDis um Funktionalit{\"a}ten erweitert, welche die Berechnung des {\"U}bereinstimmungsgrades zweier UV- bzw. ECD-Kurven erm{\"o}glichen, und dadurch ein zus{\"a}tzliches quantitatives Kriterium f{\"u}r die Verl{\"a}sslichkeit des Spektrenvergleichs und folglich f{\"u}r die Zuordnung der absoluten Konfiguration bieten.}, subject = {Chiralit{\"a}t }, language = {de} } @phdthesis{Goetz2010, author = {G{\"o}tz, Daniel Christian G{\"u}nter}, title = {Synthese intrinsisch axial-chiraler mono-, di und trimerer Porphyrine sowie Strukturaufkl{\"a}rung und stereochemische Analyse von chiralen Porphyrinoiden und Naturstoffen durch HPLC-NMR- und HPLC-CD-Kopplung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53377}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Seit der Strukturaufkl{\"a}rung der gr{\"u}nen Blattpigmente Chlorophyll a und Chlorophyll b sowie des roten Blutfarbstoffes H{\"a}m durch Richard Willst{\"a}tter und Hans Fischer zu Beginn des 20. Jahrhunderts stehen tetrapyrrolische Naturstoffe weltweit im Fokus unz{\"a}hliger biologischer, medizinischer, physikalischer und chemischer Forschungsarbeiten. Heute spielen insbesondere Porphyrine - die prominentesten Vertreter der synthetischen Tetrapyrrol-Makrocyclen - eine bedeutende Rolle in der modernen angewandten Chemie, etwa als metallorganische Katalysatoren, als Photosensibilisatoren in der photodynamischen Krebstherapie oder auf dem Gebiet der Materialwissenschaften. Neben monomeren Porphyrinen sind dabei v.a. Multiporphyrine mit maßgeschneiderten photophysikalischen Eigenschaften und definierter dreidimensionaler Struktur h{\"o}chst attraktive Syntheseziele. Im Gegensatz zum immensen Forschungsinteresse an achiralen Porphyrin-Systemen wurde der Darstellung und stereochemischen Charakterisierung chiraler Porphyrinoide bislang vergleichsweise wenig Beachtung geschenkt. Insbesondere optisch aktive Vertreter mit stereo-genen Porphyrin-Aryl-Achsen und intrinsisch axial-chirale Oligoporphyrine wurden bislang kaum untersucht. Aufgrund eines Mangels an geeignet funktionalisierten tetrapyrrolischen Vorl{\"a}ufern sind hierbei Strukturmotive mit β-Verkn{\"u}pfung besonders unterrepr{\"a}sentiert. Die generell sp{\"a}rliche Beschreibung axial-chiraler Porphyrin-Systeme und ihrer chiroptischen Eigenschaften liegt haupts{\"a}chlich in der oft extrem schweren Zug{\"a}nglichkeit entsprechender Verbindungen - insbesondere in optisch reiner Form - begr{\"u}ndet. Aufgrund der derzeit rapide ansteigenden Bedeutung chiraler Porphyrinoide sind die Synthese und stereochemische Analyse sowie eine Erweiterung des bis dato mehr als begrenzten methodischen Repertoires zur stereoselektiven Darstellung von chiralen Porphyrin-Derivaten von gr{\"o}ßtem Interesse. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Etablierung effizienter und vielseitig ein-setzbarer Verfahren zum Aufbau komplexer axial-chiraler Mono- und Multiporphyrine mit maßgeschneiderten chemischen, physikalischen und chiroptischen Eigenschaften sowie unter-schiedlicher r{\"a}umlicher Anordnung der Chromophore. Desweiteren sollten erstmals verschiedene Konzepte zur stereoselektiven Synthese axial-chiraler Porphyrin-Systeme entwickelt und vergleichend erprobt werden. Bei allen bearbeiteten Fragestellungen standen ein tieferes Verst{\"a}ndnis stereochemischer Aspekte sowie die eingehende Untersuchung der chiroptischen Eigenschaften (z.B. unter Anwendung moderner HPLC-Kopplungstechniken) der neuartigen synthetisierten Verbindungen im Vordergrund.}, subject = {Asymmetrische Synthese}, language = {de} } @phdthesis{Reichert2006, author = {Reichert, Matthias}, title = {Quantenchemische Berechnungen des Circular-Dichroismus' zur Strukturaufkl{\"a}rung chiraler Natur- und Wirkstoffe}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21431}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Die absoluten Konfigurationen von mehr als 20 neuartigen Naturstoffen und Syntheseprodukten mit unterschiedlichen Chiralit{\"a}tselementen (stereogene Zentren, chirale Achsen und chirale Ebenen) wurden durch Vergleich ihrer experimentellen CD-Spektren mit den quantenchemisch berechneten der jeweils m{\"o}glichen Stereoisomere aufgekl{\"a}rt. Zur Simulation des molekularen CD kamen dabei semiempirische Verfahren (CNDO/S und OM2) und die zeitabh{\"a}ngige Dichtefunktionaltheorie (TDDFT) zum Einsatz.}, subject = {Zirkulardichroismus}, language = {de} } @phdthesis{Muehlbacher2003, author = {M{\"u}hlbacher, J{\"o}rg}, title = {Molecular Modelling und Chiralit{\"a}t: Aufkl{\"a}rung der absoluten Konfiguration von Natur- und Wirkstoffen mit ungew{\"o}hnlichem Circular-Dichroismus}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6120}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Der Einsatz von computerchemischen Verfahren zur Vorhersage, Best{\"a}tigung oder Erkl{\"a}rung von Molek{\"u}leigenschaften hat sich zu einem Wissenschaftszweig innerhalb der Chemie entwickelt, der sowohl im universit{\"a}ren Umfeld als auch in der Industrie eine unverzichtbare Rolle einnimmt. So hat die in unserem Arbeitskreis in Zusammenarbeit mit Prof. J. Fleischhauer entwickelte und immer wieder erweiterte Methode zur Berechnung des Circular-Dichroismus (CD) organischer Molek{\"u}le schon in vielen F{\"a}llen die Arbeit experimentell arbeitender Naturstoffchemiker unseres Arbeitskreises und die vieler Kooperationspartner erleichtert. Im Rahmen der Strukturaufkl{\"a}rung wurde die Methode als effizientes Verfahren zur eindeutigen Zuordnung der absoluten Konfiguration von neuartigen chiralen Natur- und Wirkstoffen eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde die zusammen mit Prof. J. Fleischhauer etablierte Molekulardynamik-Methodik (MD-Methodik) - neben der schon vorher angewandten Boltzmann-Methodik (BM-Methodik) - zur Untersuchung des Circular-Dichroismus flexibler Verbindungen eingesetzt. Begonnen wurden die Studien mit der Evaluierung des Verfahrens an besonders flexiblen Molek{\"u}len, um im Anschluß den Circular-Dichroismus von Substanzen untersuchen zu k{\"o}nnen, deren CD-Spektren auf den ersten Blick sehr ungew{\"o}hnlich erschienen oder nicht den g{\"a}ngigen Vorstellungen vom chiroptischen Verhalten organischer Molek{\"u}le entsprachen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen sehr deutlich, daß der Circular-Dichroismus komplexer organischer Verbindungen immer vorsichtig zu interpretieren ist. Zwar ist der einfachste Weg zur Aufkl{\"a}rung der Absolutkonfiguration eines Molek{\"u}ls derjenige, das CD-Spektrum der unbekannten Verbindung mit dem einer bereits aufgekl{\"a}rten Substanz sehr {\"a}hnlicher Konstitution zu vergleichen. Doch wie an den untersuchten Beispielen deutlich gezeigt wurde, kann trotz vermeintlich guter {\"U}bereinstimmung von CD-Spektren leicht eine falsche Zuordnung erfolgen. Einzig bei Enantiomeren oder sehr einfachen Derivaten enantiomerer Grundstruktur kann man durch den Vergleich experimenteller CD-Spektren eine sichere Aussage treffen. Sobald jedoch die CD-Spektren von Diastereomeren oder gar konstitutionell verschiedenen Substanzen verglichen werden sollen, ist immer {\"a}ußerste Vorsicht geboten.}, subject = {Naturstoff}, language = {de} }