@phdthesis{Osswald2007,
  author    = {Osswald, Peter Uwe},
  title     = {Perylene Bisimide Atropisomers : Synthesis and Optical and Chiroptical Properties},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23248},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Zur Herstellung von atropo-enantiomeren Perylenbisimiden wurde die kovalente Verkn{\"u}pfung von Aryloxysubstituenten durch Makrocyclisierung eingesetzt. Die Darstellung makrocyclischer Perylenbisimide erfolgte ausgehend von einem vierfach (3-Hydroxyphenoxy)-funktionalisierten Perylenbisimid mit achiralen 2,6-Diisopropylphenylsubstituenten an den Imidpositionen durch Williamsonsche Ethersynthese. Die Synthese konnte f{\"u}r vier unterschiedliche Oligoethylenglykol-Kettenl{\"a}ngen realisiert werden, wobei f{\"u}r jede Br{\"u}ckenl{\"a}nge jeweils zwei regioisomere Makrocyclen, n{\"a}mlich das diagonal verbr{\"u}ckte (1,7- und 6,12-Verk{\"u}pfung) und das seitlich verbr{\"u}ckte Isomer (1,12- und 6,7- Verkn{\"u}pfung), isoliert werden konnten. Die strukturelle Zuordnung der isolierten Makrocyclen zu einem der beiden Regioisomeren gelang zweifelsfrei anhand von R{\"o}ntgenstrukturanalysen f{\"u}r zwei Makrocyclen und 1H NMR-Spektroskopie f{\"u}r alle Isomere. Der konformative Einfluß der Aryloxy-Substituenten auf die funktionenellen Eigenschaften dieser Farbstoffklasse konnte durch Vergleich der optischen und elektrochemischen Eigenschaften aller isolierter Makrocyclen mit einer offenkettigen Referenzverbindung abgeleitet werden. Hierbei zeigte sich, dass die Aryloxy-Substituenten dieser Farbstoffe in L{\"o}sung bevorzugt in einer horizontalen Konformation vorliegen. Durch l{\"o}sungsmittelabh{\"a}ngige Fluoreszenzmessungen konnte gezeigt werden, dass ein photoinduzierter Elektronentransferprozess f{\"u}r die Fluoreszenzl{\"o}sung elektronenreicher Aryloxy-Substituenten von Bedeutung ist. Die Trennung der Atropo-Diastereomere konnte f{\"u}r eine diagonal {\"u}berbr{\"u}ckte makrocyclische Verbindung mit chiralen 2-(R)-Octylamin Imidsubstituenten und Diethyleneglykol als Br{\"u}ckenkette mittels semi-preparativer HPLC an einer chiralen station{\"a}ren Phase realisiert werden. Die chiroptischen Eigenschaften der isolierten epimerenreinen Makrocyclen wurden mittels CD-Spektroskopie untersucht. Die Zuordnung der absoluten Stereochemie konnte anhand der erhaltenen CD-Spektren durch Anwendung der „Theorie der excitonischen Kopplung" abgeleitet und durch quantenchemische Berechnung der CD-Spektren best{\"a}tigt werden. Dieses Synthesekonzept wurde auf 1,7-diaryloxy-substituierten Perylenbisimide erweitert. Die Struktur der erhaltenen diagonal verbr{\"u}ckten monocyclischen Verbindung konnte erneut durch NMR-Spektroskopie und R{\"o}ntgenstrukturanalyse eindeutig bestimmt werden. Die Trennung der Atropo-Enantiomere gelang mittels semi-preparativer HPLC an einer chiralen station{\"a}ren Phase. Die Zuordnung der Stereochemie konnte anhand des Vergleichs der CD-Spektren mit den zuvor f{\"u}r epimerenreine Bismakrocyclen erhaltenen CD-Spektren realisiert werden. Anhand der R{\"o}ntgenstrukturanalysen sowohl der racemischen Mischung als auch eines Atropo-Enantiomers ließen sich bedeutende Informationen {\"u}ber die p-Dimerisierung von Perylenbisimiden ableiten. Die Abh{\"a}ngigkeit der Razemisierungsbarriere von der Gr{\"o}ße der Bay-Substituenten wurde f{\"u}r vier halogensubstituierte Derivate untersucht. Die dynamischen Eigenschaften wurden mittels temperaturabh{\"a}ngiger NMR-Spektroskopie und kinetischer Messungen mittels CD-Spektroskopie bestimmt. Unter Anwendung des „Apparent Overlap"-Konzeptes konnte eine {\"u}berzeugende lineare Beziehung zwischen der Gr{\"o}ße der Substituenten und der Inversionsbarriere hergestellt werden. Dar{\"u}ber hinaus war es m{\"o}glich die Atropo-Diastereomere bzw. Enantiomere der tetrachlor- und tetrabrom-substituierten Derivate zu trennen, wobei vor allem das 1,6,7,12-tetrabrom-substituierte Perylenbisimid stabile Enantiomere bei Raumtemperatur lieferte. Die abgeleitete Struktur-Eigenschaftsbeziehung sollte zuk{\"u}nftig die Herstellung von stabilen Enantiomeren durch geeignete Wahl der Substituenten in den Bay-Positionen erm{\"o}glichen. Um die Reversibilit{\"a}t der Selbstorganisation zur quantitativen Synthese makrocyclischer Perylenbisimide ausn{\"u}tzen zu k{\"o}nnen, wurde ein tetra(zinkporphyrin)-funktionalisiertes Perylenbisimid synthetisiert. Die Ausbildung des angestrebten 1:2-Sandwichkomplexes aus Tetra-Zinkporphyrin-Perylenbisimid und Diazabicyclo-[2.2.2]-undecan wurde mittels UV/Vis und 1H NMR Spektroskopie untersucht und die makrocyclische Struktur des Komplexes konnte mittels diffusionsabh{\"a}ngiger NMR Spektroskopie (DOSY NMR) eindeutig bewiesen werden. Weiterhin konnte mittels rasterkraftmikroskopischer (AFM) Untersuchungen gezeigt werden, dass diese funktionellen makrocyclischen Verbindungen sehr geordnet auf einer Graphitoberfl{\"a}che (HOPG) abgeschieden werden k{\"o}nnen. Die Ausrichtung eines amino-funktionalsierten p-konjugierten Polymers durch Zugabe des bichromphoren Tetra-Zinkporphyrin-Perlyenbisimids wurde mittels UV/Vis-Spektroskopie und AFM-Messungen untersucht. Die Oberfl{\"a}chenanalyse mittels AFM zeigte, dass die bichromophore Verbindung die linearen p-konjugierten Polymere {\"u}ber weite Teile der Oberfl{\"a}che auszurichten vermag, so dass eine definierte Anordnung von drei p-Systemen auf der Graphitoberfl{\"a}che erm{\"o}glicht wurde.},
  language  = {en}
}