@phdthesis{NitschgebLube2017,
  author    = {Nitsch [geb. Lube], J{\"o}rn S.},
  title     = {Struktur, Reaktivit{\"a}t und Photophysik von Kupfer(I)-Komplexen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123787},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {In der Arbeit wurden die Strukturen, Reaktivit{\"a}ten und die Photophysik von verschiedenen Kupfer(I)-Komplexen untersucht. Dazu wurden zun{\"a}chst Kupfer(I)-Halogenid und -Pseudohalogenid Verbindungen der Typen [CuX] und [Cu2I2] mit Phenanthrolin und dessen Derivaten sowohl strukturell als auch photophysikalisch detailliert charakterisiert. Diese Verbindungen weisen eine breite XMLCT-Absorption zwischen 450-600 nm und Emissionsbanden zwischen 550-850 nm im Festk{\"o}rper auf. Es zeigte sich f{\"u}r diese strukturell einfachen Verbindungen ein komplexes und sehr unterschiedliches photophysikalisches Verhalten. Dabei wurde neben strukturellen Parametern, wie z.B. π-Wechselwirkungen, auch der Einfluss des Halogen bzw. Pseudohalogenatoms untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mindestens zwei angeregte Zust{\"a}nde an der Emission von [CuI(dtbphen)] (16) und [CuBr(dtbphen)] (17) im Feststoff beteiligt sind und es wurden m{\"o}gliche Mechanismen wie TADF und die Beteiligung von zwei Triplett Zust{\"a}nden diskutiert. Die Glasmatrixmessungen von 17 in 2-Methyltetrahydrofuran wie auch die temperaturabh{\"a}ngigen Messungen von [Cu2(µ2-I)2(dmphen)2] (21) zeigen im Gegensatz dazu keinen Hinweis auf TADF. In der Summe zeichnet sich ein komplexes photophysikalisches Bild dieser Komplexe, in der neben molekularen Parametern auch Festk{\"o}rpereffekte eine wichtige Rolle spielen und die eine einfache Zuordnung zu einem bestimmten Mechanismus schwierig machen. Neuartige Verbindungen mit einem Cuban-Strukturmotiv [L4Cu4X4] (X = Br (32) und Cl (33)), die von einem Phosphininliganden (L = 2,4-Diphenyl-5-methyl-6-(2,3-dimethylphenyl)-phosphinin, 31) koordiniert sind, wurden in einer weiteren Studie photophysikalisch untersucht. Im Gegensatz zu anderen Schweratomkomplexen des Phosphinins, wie z.B. [Ir(C^P)3] (mit C^P = cyclometalliertes 2,4,6-Triphenylphosphinin) zeigen die Cu(I)-Verbindungen bereits bei Raumtemperatur eine intensive Phosphoreszenz. Die LE-Emission kann auf der Grundlage von DFT-Rechnungen einem 3XMLCT Zustand zugeordnet werden. Im Kontrast zu strukturanalogen Pyridin Komplexen ist kein clusterzentrierter 3CC {\"U}bergang festzustellen, sondern eine schwache HE-Emissionsbande ist mit großer Wahrscheinlichkeit der Restfluoreszenz des Phosphininliganden 31 geschuldet. Eine weitere Ligandenmodifikation wurde mit der Einf{\"u}hrung von NHCs als starke σ-Donor Liganden erreicht. Einerseits wurde die Photophysik von [Cu2Cl2(NHC^Pic)2]-Systemen (mit NHC^Pic = N-Aryl-N'-(2-picolyl) imidazolin 2 yliden) untersucht, die einen Hybridliganden mit Picolyl- und NHC Funktionalit{\"a}t beinhalten. Es konnte gezeigt werden, dass diese Verkn{\"u}pfung eines starken σ-Donoren und eines π*-Akzeptors zu hohen Quantenausbeuten von bis zu 70\% f{\"u}hren kann, wenn zus{\"a}tzlich auch dispersive Cu-Cu-Wechselwirkungen vorhanden sind. Die Effizienz der Emission kann sich bei Anwesenheit dieser dispersiven Interaktionen im Gegensatz zu Systemen ohne kurze Cu-Cu-Abst{\"a}nde um den Faktor zwei erh{\"o}hen. Dinukleare Strukturen von Typ [Cu2Cl2(IMesPicR)2] wurden f{\"u}r die Komplexe 41-44 gefunden, die einen Donor-Substituenten in der para-Position der Picolyl-Funktionalit{\"a}t tragen. F{\"u}r eine Nitro-Gruppe in der 4-Postion konnte der mononukleare Komplex [CuCl(IMesPicR)] (45) isoliert werden. Ferner k{\"o}nnen die Substituenten am NHC ebenfalls die Strukturen im Festk{\"o}rper beeinflussen. So kann f{\"u}r 46 eine polymere Struktur [CuCl(IDippPic)]∞ festgestellt werden. Die Emission in diesen Systemen ist mit einer Elektronenumverteilung aus der Pyridin- und Carbenfunktionalit{\"a}t in das Kupfer- bzw. Chloridatom (LMXCT-{\"U}bergang) verbunden. Dabei zeigen die Komplexe [Cu2Cl2(IMesPicH)2] (41), [Cu2Cl2(IMesPicMe)2] (42) und [Cu2Cl2(IMesPicCl)2] (43) zus{\"a}tzlich Anzeichen von TADF. Zum anderem sind NHC Liganden und dispersive Cu-Cu-Wechselwirkungen Gegenstand einer weiteren strukturellen und photophysikalischen Studie. In dieser wurden die Cu-Cu-Abst{\"a}nde in dinuklearen Kupfer(I)-Bis-NHC-Komplexen [Cu2(tBuIm2(R^R))2](PF6)2 (50-52) durch die Einf{\"u}hrung von Methylen, Ethylen und Propylenbr{\"u}ckeneinheiten systematisch variiert. Die erhaltenen Komplexe wurden strukturell und photophysikalisch mit einem mononuklearen Komplex [Cu(tBu2Im)2](PF6) (53) verglichen. Dadurch konnte der Einfluss von kurzen Cu-Cu-Abst{\"a}nden auf die Emissionseigenschaften gezeigt werden, auch wenn der genaue Ursprung einer ebenfalls beobachteten Mechanochromie noch nicht g{\"a}nzlich aufgekl{\"a}rt ist. M{\"o}glich ist die Existenz verschiedener Konformere in den Pulverproben (Polymorphie), die das Entstehen niederenergetischer Banden in der zerriebenen, amorphen Pulverprobe von [Cu2(tBuIm2(C3H6))2](PF6)2 (52), aber auch die duale Emissionen von [Cu2(tBuIm2(CH2))2](PF6)2 (50) und [Cu2(tBuIm2(C2H4))2](PF6)2 (51) erkl{\"a}ren k{\"o}nnten. Die hochenergetische Bande kann f{\"u}r alle Komplexe aufgrund von DFT-und TD-DFT-Rechnungen, 3LMCT Zust{\"a}nden zugeordnet werden, w{\"a}hrend niederenergetische Emissionsbanden immer dann zu erwarten sind, wenn 3MC-Zust{\"a}nde populiert werden k{\"o}nnen, bzw. wenn dispersive Cu-Cu-Wechselwirkungen m{\"o}glich sind. Der letzte Beweis steht jedoch mit der Isolation anderer polymorpher Phasen und derer photophysikalischen Charakterisierung noch aus. Im letzten Teil dieser Arbeit wurde gezeigt, wie die Deformations und Interaktionsenergie das Koordinationsverhalten und die Reaktivit{\"a}t von d10 [M(NHC)n]-Komplexen beeinflussen k{\"o}nnen. Hierzu wurden die Bildung von d10-[M(NHC)n]-Komplexen (n = 1-4; mit M = Co-, Rh-, Ir-, Ni, Pd, Pt, Cu+, Ag+, Au+, Zn2+, Cd2+ and Hg2+) in der Gasphase und in polarer L{\"o}sung (DMSO) auf DFT-D3(BJ)-ZORA-BLYP/TZ2P-Niveau berechnet und die Bindungssituation der Metall-Carben-Bindung analysiert. Dabei zeigt sich, dass dikoordinierte Komplexe [M(NHC)2] f{\"u}r alle d10-Metalle thermodynamisch stabile Spezies darstellen, jedoch jede weitere h{\"o}here Koordination stark vom Metall bzw. von der Deformationsenergie abh{\"a}ngen. Hier konnte auf Grundlage einer quantitativen Kohn Sham-Molek{\"u}lorbitalbetrachtung die Ursache f{\"u}r die unterschiedlich hohen Werte der Deformationsenergie (ΔEdef) in den NHC‒M‒NHC-Fragmenten aufgekl{\"a}rt werden. Hohe Werte sind auf ein effektives sd-Mischen bzw. auf das σ-Bindungsger{\"u}sts zur{\"u}ckzuf{\"u}hren, w{\"a}hrend niedrige bzw. negative Werte von ΔEdef mit einem signifikanten π-R{\"u}ckbindungsanteil assoziiert sind. Zudem ist ein hoher elektrostatischer Anteil in der Interaktionsenergie ein wichtiger Faktor. So k{\"o}nnen trotz hoher berechneter Werte f{\"u}r die Deformationsenergien der Gruppe 12 (Zn(II), Cd(II) und Hg(II)), tetrakoordinierte Komplexe der Form [M(NHC)4] hohe thermodynamische Stabilit{\"a}t aufweisen. Diese allgemeinen Beobachtungen sollten nicht auf den NHC-Liganden beschr{\"a}nkt sein, und sind deswegen f{\"u}r Synthesen und Katalysezyklen von Bedeutung, in denen d10-MLn (n = 1-4) Komplexe Anwendung finden.},
  subject      = {Kupferkomplexe},
  language  = {de}
}
@article{HeRauchFriedrichetal.2021,
  author    = {He, Jiang and Rauch, Florian and Friedrich, Alexandra and Krebs, Johannes and Krummenacher, Ivo and Bertermann, R{\"u}diger and Nitsch, J{\"o}rn and Braunschweig, Holger and Finze, Maik and Marder, Todd B.},
  title     = {Phenylpyridyl-fused boroles: a unique coordination mode and weak B-N coordination-induced dual fluorescence},
  series = {Angewandte Chemie International Edition},
  volume    = {60},
  journal   = {Angewandte Chemie International Edition},
  number    = {9},
  doi       = {10.1002/anie.202013692},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-256423},
  pages     = {4833-4840},
  year      = {2021},
  abstract  = {Phenylpyridyl-fused boroles [TipPBB1]\(_4\) and TipPBB2 were synthesized and their properties investigated. [TipPBB1]\(_4\) forms a tetramer in both the solid state and solution. TipPBB2 contains a 4-coordinate boron atom in the solid state but dissociates to give a 3-coordinate boron species in solution. TipPBB2 shows interesting temperature-dependent dual fluorescence in solution because of the equilibrium between 3- and 4-coordinate boron species due to weak N⋅⋅⋅B intermolecular coordination.},
  language  = {en}
}
@article{WuNitschMarder2021,
  author    = {Wu, Zhu and Nitsch, J{\"o}rn and Marder, Todd B.},
  title     = {Persistent room-temperature phosphorence from purely organic molecules and multi-component systems},
  series = {Advanced Optical Materials},
  volume    = {9},
  journal   = {Advanced Optical Materials},
  number    = {20},
  doi       = {doi.org/10.1002/adom.202100411},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-256415},
  year      = {2021},
  abstract  = {Recently, luminophores showing efficient room-temperature phosphorescence (RTP) have gained tremendous interest due to their numerous applications. However, most phosphors are derived from transition metal complexes because of their intrinsic fast intersystem crossing (ISC) induced by strong spin-orbit coupling (SOC) constants of the heavy metal. Metal-free RTP materials are rare and have become a promising field because they are inexpensive and environmentally friendly. This review summarizes organic molecular materials with long triplet lifetimes at room temperature from the perspective of whether they stem from a molecular or multi-component system. Among purely organic phosphors, heteroatoms are usually introduced into the backbone in order to boost the singlet-triplet ISC rate constant. In multi-component systems, useful strategies such as host-guest, polymer matrix, copolymerization, and supramolecular assembly provide a rigid matrix to restrict nonradiative pathways thus realizing ultralong RTP.},
  language  = {en}
}
@article{MerzDietrichNitschetal.2020,
  author    = {Merz, Julia and Dietrich, Lena and Nitsch, J{\"o}rn and Krummenacher, Ivo and Braunschweig, Holger and Moos, Michael and Mims, David and Lambert, Christoph and Marder, Todd B.},
  title     = {Synthesis, Photophysical and Electronic Properties of Mono-, Di-, and Tri-Amino-Substituted Ortho-Perylenes, and Comparison to the Tetra-Substituted Derivative},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  volume    = {26},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  number    = {52},
  doi       = {10.1002/chem.202001475},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-217835},
  pages     = {12050 -- 12059},
  year      = {2020},
  abstract  = {We synthesized a series of new mono-, di-, tri- and tetra-substituted perylene derivatives with strong bis(para-methoxyphenyl)amine (DPA) donors at the uncommon 2,5,8,11-positions. The properties of our new donor-substituted perylenes were studied in detail to establish a structure-property relationship. Interesting trends and unusual properties are observed for this series of new perylene derivatives, such as a decreasing charge transfer (CT) character with increasing number of DPA moieties and individual reversible oxidations for each DPA moiety. Thus, (DPA)-Per possesses one reversible oxidation while (DPA)\(_{4}\)-Per has four. The mono- and di-substituted derivatives display unusually large Stokes shifts not previously reported for perylenes. Furthermore, transient absorption measurements of the new derivatives reveal an excited state with lifetimes of several hundred microseconds, which sensitizes singlet oxygen with quantum yields of up to 0.83.},
  language  = {en}
}
@article{KoleMerzAmaretal.2021,
  author    = {Kole, Goutam Kumar and Merz, Julia and Amar, Anissa and Fontaine, Bruno and Boucekkine, Abdou and Nitsch, J{\"o}rn and Lorenzen, Sabine and Friedrich, Alexandra and Krummenacher, Ivo and Košćak, Marta and Braunschweig, Holger and Piantanida, Ivo and Halet, Jean-Fran{\c{c}}ois and M{\"u}ller-Buschbaum, Klaus and Marder, Todd B.},
  title     = {2- and 2,7-substituted para-N-methylpyridinium pyrenes: syntheses, molecular and electronic structures, photophysical, electrochemical, and spectroelectrochemical properties and binding to double-stranded (ds) DNA},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  volume    = {27},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  number    = {8},
  doi       = {10.1002/chem.202004748},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-256642},
  pages     = {2837-2853},
  year      = {2021},
  abstract  = {Two N-methylpyridinium compounds and analogous N-protonated salts of 2- and 2,7-substituted 4-pyridyl-pyrene compounds were synthesised and their crystal structures, photophysical properties both in solution and in the solid state, electrochemical and spectroelectrochemical properties were studied. Upon methylation or protonation, the emission maxima are significantly bathochromically shifted compared to the neutral compounds, although the absorption maxima remain almost unchanged. As a result, the cationic compounds show very large apparent Stokes shifts of up to 7200 cm\(^{-1}\). The N-methylpyridinium compounds have a single reduction at ca. -1.5 V vs. Fc/Fc\(^+\) in MeCN. While the reduction process was reversible for the 2,7-disubstituted compound, it was irreversible for the mono-substituted one. Experimental findings are complemented by DFT and TD-DFT calculations. Furthermore, the N-methylpyridinium compounds show strong interactions with calf thymus (ct)-DNA, presumably by intercalation, which paves the way for further applications of these multi-functional compounds as potential DNA-bioactive agents.},
  language  = {en}
}
@article{BanGriesbeckTomićetal.2020,
  author    = {Ban, Željka and Griesbeck, Stefanie and Tomić, Sanja and Nitsch, J{\"o}rn and Marder, Todd B. and Piantanida, Ivo},
  title     = {A Quadrupolar Bis-Triarylborane Chromophore as a Fluorimetric and Chirooptic Probe for Simultaneous and Selective Sensing of DNA, RNA and Proteins},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  volume    = {26},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  number    = {10},
  doi       = {10.1002/chem.201903936},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-208154},
  pages     = {2195-2203},
  year      = {2020},
  abstract  = {A water-soluble tetracationic quadrupolar bis-triarylborane chromophore showed strong binding to ds-DNA, ds-RNA, ss-RNA, as well as to the naturally most abundant protein, BSA. The novel dye can distinguish between DNA/RNA and BSA by fluorescence emission separated by Δv =3600 cm\(^{-1}\), allowing for the simultaneous quantification of DNA/RNA and protein (BSA) in a mixture. The applicability of such fluorimetric differentiation in vitro was demonstrated, strongly supporting a protein-like target as a dominant binding site of 1 in cells. Moreover, our dye also bound strongly to ss-RNA, with the unusual rod-like structure of the dye, decorated by four positive charges at its termini and having a hydrophobic core, acting as a spindle for wrapping A, C and U ss-RNAs, but not poly G, the latter preserving its secondary structure. To the best of our knowledge, such unmatched, multifaceted binding activity of a small molecule toward DNA, RNA, and proteins and the selectivity of its fluorimetric and chirooptic response makes the quadrupolar bis-triarylborane a novel chromophore/fluorophore moiety for biochemical applications.},
  language  = {en}
}
@article{LenczykRoyOberdorfetal.2019,
  author    = {Lenczyk, Carsten and Roy, Dipak Kumar and Oberdorf, Kai and Nitsch, J{\"o}rn and Dewhurst, Rian D. and Radacki, Krzysztof and Halet, Jean-Fran{\c{c}}ois and Marder, Todd B. and Bickelhaupt, Matthias and Braunschweig, Holger},
  title     = {Toward Transition-Metal-Templated Construction of Arylated B\(_{4}\) Chains by Dihydroborane Dehydrocoupling},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  volume    = {25},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  number    = {72},
  doi       = {10.1002/chem.201904772},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-214324},
  pages     = {16544-16549},
  year      = {2019},
  abstract  = {The reactivity of a diruthenium tetrahydride complex towards three selected dihydroboranes was investigated. The use of [DurBH\(_{2}\)] (Dur=2,3,5,6-Me\(_{4}\)C\(_{6}\)H) and [(Me\(_{3}\)Si)\(_{2}\)NBH\(_{2}\)] led to the formation of bridging borylene complexes of the form [(Cp\(^{*}\)RuH)\(_{2}\)BR] (Cp\(^{*}\)=C\(_{5}\)Me\(_{5}\); 1 a: R=Dur; 1 b: R=N(SiMe\(_{3}\))\(_{2}\)) through oxidative addition of the B-H bonds with concomitant hydrogen liberation. Employing the more electron-deficient dihydroborane [3,5-(CF\(_{3}\))\(_{2}\)-C\(_{6}\)H\(_{3}\)BH\(_{2}\)] led to the formation of an anionic complex bearing a tetraarylated chain of four boron atoms, namely Li(THF)\(_{4}\)[(Cp\(^{*}\)Ru)\(_{2}\)B\(_{4}\)H\(_{5}\)(3,5-(CF\(_{3}\))\(_{2}\)C\(_{6}\)H\(_{3}\))\(_{4}\)] (4), through an unusual, incomplete threefold dehydrocoupling process. A comparative theoretical investigation of the bonding in a simplified model of 4 and the analogous complex nido-[1,2(Cp\(^{*}\)Ru)\(_{2}\)(μ-H)B\(_{4}\)H\(_{9}\)] (I) indicates that there appear to be no classical σ-bonds between the boron atoms in complex I, whereas in the case of 4 the B\(_{4}\) chain better resembles a network of three B-B σ bonds, the central bond being significantly weaker than the other two.},
  language  = {en}
}
@article{LenczykRoyNitschetal.2019,
  author    = {Lenczyk, Carsten and Roy, Dipak Kumar and Nitsch, J{\"o}rn and Radacki, Krzysztof and Rauch, Florian and Dewhurst, Rian D. and Bickelhaupt, F. Matthias and Marder, Todd B. and Braunschweig, Holger},
  title     = {Steric Effects Dictate the Formation of Terminal Arylborylene Complexes of Ruthenium from Dihydroboranes},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  volume    = {25},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  number    = {59},
  issn      = {1521-3765},
  doi       = {10.1002/chem.201902890},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-219537},
  pages     = {13566-13571},
  year      = {2019},
  abstract  = {The steric and electronic properties of aryl substituents in monoaryl borohydrides (Li[ArBH\(_3\)]) and dihydroboranes were systematically varied and their reactions with [Ru(PCy\(_3\))\(_2\)HCl(H\(_2\))] (Cy: cyclohexyl) were studied, resulting in bis(σ)-borane or terminal borylene complexes of ruthenium. These variations allowed for the investigation of the factors involved in the activation of dihydroboranes in the synthesis of terminal borylene complexes. The complexes were studied by multinuclear NMR spectroscopy, mass spectrometry, X-ray diffraction analysis, and density functional theory (DFT) calculations. The experimental and computational results suggest that the ortho-substitution of the aryl groups is necessary for the formation of terminal borylene complexes.},
  language  = {en}
}