@phdthesis{Goerl2015,
  author    = {G{\"o}rl, Daniel},
  title     = {Hydrophobe Effekte bolaamphiphiler Rylenbisimide},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123172},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Die Selbstorganisation von amphiphilen Molek{\"u}len z{\"a}hlt zu den am intensivsten bearbeiteten Forschungsgebieten der Supramolekularen Chemie. Die faszinierenden supramolekularen Architekturen der Natur zeigen eindrucksvoll, wie neuartige Funktionen durch das Zusammenspiel wohl-definierter Molek{\"u}lensembles in einer w{\"a}ssrigen Umgebung entstehen. Es ist bekannt, dass der hydrophobe Effekt dabei eine entscheidende Rolle in der Selbstorganisation spielt und somit die Funktion eines Systems wesentlich bestimmt. Obwohl die Komplexit{\"a}t der bekannten Beispiele aus der Natur unerreicht ist, wurden in den letzten Jahren unz{\"a}hlige k{\"u}nstliche supramolekulare Architekturen basierend auf amphiphilen Molek{\"u}len erschaffen, mit vielf{\"a}ltigen Anwendungsm{\"o}glichkeiten an der Schnittstelle von Chemie, Biologie und Physik. Darunter er{\"o}ffnen insbesondere amphiphile π-konjugierte Systeme einen einfachen Zugang zu vielf{\"a}ltigen Strukturen, da im w{\"a}ssrigen Medium starke π-π-Wechselwirkungen als strukturbildendes Element ausgenutzt werden k{\"o}nnen. Vor allem wegen vielversprechender Anwendungsm{\"o}glichkeiten spiegelt sich die Selbstorganisation solcher Systeme in einem hohen Forschungsinteresse wider. Dennoch ist das Wirken des hydrophoben Effekts in der Selbstassemblierung amphiphiler π-konjugierter Molek{\"u}le weitgehend unverstanden. Die vorliegende Arbeit befasste sich daher mit der Frage, welche physikochemischen Grundprinzipien die Bildung von supramolekularen Polymeren basierend auf amphiphilen π-konjugierten Molek{\"u}len in Wasser steuern und wie der hydrophobe Effekt die Funktionalit{\"a}t solcher Strukturen beeinflusst. Bolaamphiphile Perylenbisimide (PBIs) und Naphthalinbisimide (NBIs) erwiesen sich dabei f{\"u}r das Molek{\"u}ldesign als besonders geeignet, weil sie vergleichsweise einfach dargestellt werden k{\"o}nnen, ihre hohe Symmetrie weniger komplexe Assoziationsprozesse begr{\"u}ndet und die Untersuchung ihrer Selbstassemblierung im w{\"a}ssrigen Medium weiterhin einen Vergleich erlaubt, wie sich der hydrophobe Effekt bez{\"u}glich unterschiedlich großen π-Systemen auswirkt. Es konnte gezeigt werden, dass OEG-basierte Rylenbisimide unter bestimmten strukturgeometrischen Voraussetzungen eine entropiegetriebene Aggregation aufweisen, wenn die Freisetzung von Wassermolek{\"u}len aus einer wohl-definierten Hydrath{\"u}lle ausreicht, um den Enthalpiegewinn aus den im w{\"a}ssrigen Medium verst{\"a}rkten Dispersionswechselwirkungen zwischen den π-Fl{\"a}chen zu {\"u}bertreffen. Im vorliegenden Fall wurde dies durch das Pinsel-Strukturmotiv der symmetrisch angebrachten Imidsubstituenten erreicht, f{\"u}r die sich damit einhergehend eine g{\"a}nzlich andere Temperaturabh{\"a}ngigkeit beobachten ließ und somit eine g{\"a}nzlich andere Funktionalit{\"a}t, als man sie aus organischen L{\"o}sungsmitteln kennt. Wasser als L{\"o}sungsmittel f{\"u}hrt also nicht nur zu einer signifikanten Bindungsverst{\"a}rkung, sondern {\"o}ffnet Zugang zu supramolekularen Systemen mit neuartigen Funktionen. Die entropiegetriebene Freisetzung von Wassermolek{\"u}len konnte daher im Rahmen dieser Arbeit ausgenutzt werden, um gleichzeitig die intrinsische Ordnung im π-Stapel von PBIs zu erh{\"o}hen, was anhand eines temperatursensorischen Hydrogels anschaulich demonstriert wurde. Dar{\"u}ber hinaus stellte sich heraus, dass Wasser ein geeignetes L{\"o}sungsmittel zur Darstellung supramolekularer Kompositmaterialien ist. Wie anhand sich instantan bildender Co-Aggregate gezeigt wurde, ist die entropiegetriebene Assemblierung der entscheidende Faktor zur Darstellung von komplexeren supramolekularen Strukturen, die {\"u}berdies einen Schritt hin zu den hochkomplexen multimolekularen Anordnungen der Natur darstellen.},
  subject      = {Selbstorganisation},
  language  = {de}
}