@phdthesis{Rang2023, author = {Rang, Maximilian}, title = {Metall{\"a}hnliche Reaktivit{\"a}t \(in\) \(situ\) erzeugter Borylene}, doi = {10.25972/OPUS-24046}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-240465}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Einfach Lewis-Basen stabilisierte Borylene wurden durch Reduktion in situ hergestellt und in Gegenwart von Kohlenstoffmonoxid oder Distickstoff umgesetzt. Die entstandenen Verbindungen wurden mittels NMR-, ESR-, UV/Vis- und IR-Spektroskopie sowie Einkristallr{\"o}ntgenstrukturanalyse charakterisiert. Im Zuge dessen konnten f{\"u}r die erhaltenen Spezies Eigenschaften ermittelt werden, die denen analoger {\"U}bergangsmetallkomplexe {\"a}hneln. Ferner konnten die zugrundeliegenden mechanistischen Vorg{\"a}nge der Reaktionen durch gezielte Variation der Reaktionsparameter aufgekl{\"a}rt werden. Zudem wurden Redoxverhalten und Reaktivit{\"a}ten der isolierten Produkte in weiterf{\"u}hrenden Studien n{\"a}her untersucht.}, subject = {Bor}, language = {de} } @phdthesis{Dechant2022, author = {Dechant, Moritz Thomas}, title = {Synthese und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen neuer Phthalocyanin-Sternmesogene - Ein neues Design f{\"u}r organische, fl{\"u}ssigkristalline Photovoltaikmaterialien}, doi = {10.25972/OPUS-23888}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-238888}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {Es wurde eine Vielzahl neuer, fl{\"u}ssigkristalliner Phthalocyanin-Sternmesogene synthetisiert. Die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und die thermotropen Eigenschaften neuer Phthalocyanin-Sternmesogene mit Freiraum sowie von sterisch {\"u}berfrachteten Verbindungen wurden insbesondere hinsichtlich der Freiraumf{\"u}llung untersucht. Diesbez{\"u}glich wurde ein neuer supramolekularer, freiraumf{\"u}llender "Klick-Prozess" zwischen einem Molek{\"u}l mit Freiraum und einem sterisch {\"u}berfrachteten Molek{\"u}l mit vier Fullerenen beobachtet. Die photophysikalischen Eigenschaften wurden zudem insbesondere im Hinblick auf die Anwendung f{\"u}r die Organische Photovoltaik untersucht.}, subject = {Phthalocyanin}, language = {de} } @phdthesis{Bahndorf2022, author = {Bahndorf, Katrin}, title = {Synthese und Charakterisierung von Aminos{\"a}ure-basierten Amphiphilen und deren Umsetzung zu C\(_3\)-symmetrischen Sternmesogenen - Strukturkontrolle in weicher Materie {\"u}ber Oligopeptidaggregation}, doi = {10.25972/OPUS-25275}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-252753}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {Synthese einer Bibliothek von Aminos{\"a}ure-basierten Oligopeptid-Amphiphilen mittels Festphasensynthese, deren kovalente Kn{\"u}pfung an einen nukleophilen Kern zu C3-symmetrischen Sternmesogenen und die Analyse der Einfl{\"u}sse der verwendeten Aminos{\"a}uren auf die Sekund{\"a}rstruktur des synthetisierten Molek{\"u}ls.}, language = {de} } @phdthesis{Meininger2022, author = {Meininger, Markus}, title = {Calcium hydroxide as antibacterial implant coating}, doi = {10.25972/OPUS-26112}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-261122}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {In modern medicine hip and knee joint replacement are common surgical procedures. However, about 11 \% of hip implants and about 7 \% of knee implants need re-operations. The comparison of implant registers revealed two major indications for re-operations: aseptic loosening and implant infections, that both severely impact the patients' health and are an economic burden for the health care system. To address these problems, a calcium hydroxide coating on titanium was investigated in this thesis. Calcium hydroxide is a well-known antibacterial agent and used with success in dentistry. The coatings were applied with electrochemically assisted deposition, a versatile tool that combines easiness of process with the ability to coat complex geometries homogeneously. The pH-gradient during coating was investigated and showed the surface confinement of the coating process. Surface pre-treatment altered the surface morphology and chemistry of the titanium substrates and was shown to affect the morphology of the calcium hydroxide coatings. The influence of the coating parameters stirring speed and current pulsing were examined in various configurations and combinations and could also affect the surface morphology. A change in surface morphology results in a changed adhesion and behavior of cells and bacteria. Thus, the parameters surface pre-treatment, stirring speed and current pulsing presented a toolset for tailoring cellular response and antibacterial properties. Microbiological tests with S. aureus and S. epidermidis were performed to test the time-dependent antibacterial activity of the calcium hydroxide coatings. A reduction of both strains could be achieved for 13 h, which makes calcium hydroxide a promising antibacterial coating. To give insight into biofilm growth, a protocol for biofilm staining was investigated on titanium disks with S. aureus and S. epidermidis. Biofilm growth could be detected after 5 days of bacterial incubation, which was much earlier than the 3 weeks that are currently assumed in medical treatment. Thus, it should be considered to treat infections as if a biofilm were present from day 5 on. The ephemeral antibacterial properties of calcium hydroxide were further enhanced and prolonged with the addition of silver and copper ions. Both ionic modifications significantly enhanced the bactericidal potential. The copper modification showed higher antibacterial effects than the silver modification and had a higher cytocompatibility which was comparable to the pure calcium hydroxide coating. Thus, copper ions are an auspicious option to enhance the antibacterial properties. Calcium hydroxide coatings presented in this thesis have promising antibacterial properties and can easily be applied to complex geometries, thus they are a step in fighting aseptic loosening and implant infections.}, subject = {Calciumhydroxid}, language = {en} } @phdthesis{Muzha2022, author = {Muzha, Andreas}, title = {Herstellung und Charakterisierung kolloidaler L{\"o}sungen diamantbasierter und verwandter Materialien}, doi = {10.25972/OPUS-29668}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-296685}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {In der vorliegenden Publikation wurden stabile kolloidale L{\"o}sungen aus CVD-Diamant, Detonationsdiamant sowie artverwandten Materialien hergestellt und charakterisiert Besonderes Augenmerk wurde bei der Zerkleinerung von CVD Diamant daraufgelegt, dass die nanoskaligen Partikel ihre materialspezifischen Eigenschaften auch bei Reduktion der Gr{\"o}ße beibehalten. Systematisch wurde die Zerkleinerung in einer Planetenm{\"u}hle analysiert. Es wurde sowohl die minimal erreichbare Partikelgr{\"o}ße, als auch die Menge an erzeugtem, nanoskaligem Material bewertet. Um die Vermahlung zu verbessern, wurden die Geschwindigkeit der M{\"u}hle, die Gr{\"o}ße der Mahlk{\"o}rper, die Dauer der Vermahlung, sowie die eingesetzten L{\"o}semittel variiert. Des Weiteren konnten durch die Vermahlung unterschiedlich hergestellter CVD Diamantfilme in einer Vibrationsm{\"u}hle die Einfl{\"u}sse von Schichtdicke und Korngr{\"o}ße der Diamantkristalle untersucht werden. Durch Bearbeitung von Detonationsdiamanten und Kohlenstoffnanozwiebeln wurden stabile kolloidale L{\"o}sungen hergestellt, mit Partikelgr{\"o}ßen im unteren Nanometerbereich. Diese sind im alkalischen pH-Bereich stabil sein, hierf{\"u}r wurde durch Luft und S{\"a}ureoxidation oxidierter Detonationsdiamant und oxidierte Kohlenstoffnanozwiebeln hergestellt. Mithilfe der thermogravimetrischen Analyse und Infrarotspektroskopie wurde die hierf{\"u}r optimale Temperatur und Dauer bestimmt.}, subject = {Diamant}, language = {de} } @phdthesis{KimbadiLombe2021, author = {Kimbadi Lombe, Blaise}, title = {Novel-Type Dimeric Naphthylisoquinoline Alkaloids from Congolese Ancistrocladus Lianas: Isolation, Structural Elucidation, and Antiprotozoal and Anti-Tumoral Activities}, doi = {10.25972/OPUS-19178}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-191789}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Herein described is the discovery of three novel types of dimeric naphthylisoquinoline alkaloids, named mbandakamines, cyclombandakamines, and spirombandakamines. They were found in the leaves of a botanically as yet unidentified, potentially new Ancistrocladus species, collected in the rainforest of the Democratic Republic of the Congo (DRC). Mbandakamines showed an exceptional 6′,1′′-coupling, in the peri-position neighboring one of the outer axes, leading to an extremely high steric hindrance at the central axis, and to U-turn-like molecular shape, which - different from all other dimeric NIQs, whose basic structures are all quite linear - brings three of the four bicyclic ring systems in close proximity to each other. This created an unprecedented follow-up chemistry, involving ring closure reactions, leading to two further, structurally even more intriguing subclasses, the cyclo- and the spirombandakamines, displaying eight stereogenic elements (the highest total number ever found in naphthylisoquinoline alkaloids). The metabolites exhibited pronounced antiplasmodial and antitrypanosomal activities. Likewise reported in this doctoral thesis are the isolation and structural elucidation of naphthylisoquinoline alkaloids from two further potentially new Ancistrocladus species from DRC. Some of these metabolites have shown pronounced antiausterity activities against human pancreatic cancer PANC-1 cells.}, subject = {Naphthylisochinolinalkaloide}, language = {en} } @phdthesis{GamachegebRupp2021, author = {Gamache [geb. Rupp], Mira Theresa}, title = {Ligand Design for Ru(II) Photosensitizers in Photocatalytic Hydrogen Evolution}, doi = {10.25972/OPUS-24676}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-246766}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {This thesis investigates different ligand designs for Ru(II) complexes and the activity of the complexes as photosensitizer (PS) in photocatalytic hydrogen evolution. The catalytic system typically contains a catalyst, a sacrificial electron donor (SED) and a PS, which needs to exhibit strong absorption and luminescence, as well as reversible redox behavior. Electron-withdrawing pyridine substituents on the terpyridine metal ion receptor result in an increase of excited-state lifetime and quantum yield (Φ = 74*10-5; τ = 3.8 ns) and lead to complex III-C1 exhibiting activity as PS. While the turn-over frequency (TOFmax) and turn-over number (TON) are relatively low (TOFmax = 57 mmolH2 molPS-1 min-1; TON(44 h) = 134 mmolH2 molPS-1), the catalytic system is long-lived, losing only 20\% of its activity over the course of 12 days. Interestingly, the heteroleptic design in III-C1 proves to be beneficial for the performance as PS, despite III-C1 having comparable photophysical and electrochemical properties as the homoleptic complex IV-C2 (TOFmax = 35 mmolH2 molPS-1 min-1; TON(24 h) = 14 mmolH2 molPS-1). Reductive quenching of the excited PS by the SED is identified as rate-limiting step in both cases. Hence, the ligands are designed to be more electron-accepting either via N-methylation of the peripheral pyridine substituents or introduction of a pyrimidine ring in the metal ion receptor, leading to increased excited-state lifetimes (τ = 9-40 ns) and luminescence quantum yields (Φ = 40-400*10-5). However, the more electron-accepting character of the ligands also results in anodically shifted reduction potentials, leading to a lack of driving force for the electron transfer from the reduced PS to the catalyst. Hence, this electron transfer step is found to be a limiting factor to the overall performance of the PS. While higher TOFmax in hydrogen evolution experiments are observed for pyrimidine-containing PS (TOFmax = 300-715 mmolH2 molPS-1 min-1), the longevity for these systems is reduced with half-life times of 2-6 h. Expansion of the pyrimidine-containing ligands to dinuclear complexes yields a stronger absorptivity (ε = 100-135*103 L mol-1 cm-1), increased luminescence (τ = 90-125 ns, Φ = 210-350*10-5) and can also result in higher TOFmax given sufficient driving force for electron transfer to the catalyst (TOFmax = 1500 mmolH2 molPS-1 min-1). When comparing complexes with similar driving forces, stronger luminescence is reflected in a higher TOFmax. Besides thermodynamic considerations, kinetic effects and electron transfer efficiency are assumed to impact the observed activity in hydrogen evolution. In summary, this work shows that targeted ligand design can make the previously disregarded group of Ru(II) complexes with tridentate ligands attractive candidates for use as PS in photocatalytic hydrogen evolution.}, subject = {Fotokatalyse}, language = {en} } @phdthesis{Roos2021, author = {Roos, Markus}, title = {Synthesis, Photophysics and Photocatalysis of [FeFe] Complex Containing Dyads and Bimolecular Systems}, doi = {10.25972/OPUS-23453}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-234537}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {In the course of this work, a total of three photocatalytically active dyads for proton reduction could be synthesized together with the associated individual components. Two of them, D1 and D2, comprised a [Ru(bpy)3]2+ photosensitizer and D3 an [Ir(ppy)2bpy]+ photosensitizer. A Ppyr3-substituted propyldithiolate [FeFe] complex was used as catalyst in all systems. The absorption spectroscopic and electrochemical investigations showed that an inner-dyadic electronic coupling is effectively prevented in the dyads due to conjugation blockers within the bridging units used. The photocatalytic investigations exhibited that all dyad containing two-component systems (2CS) showed a significantly worse performance than the corresponding bimolecular three-component systems (3CS). Transient absorption spectroscopy showed that the 2CS behave very similarly to the associated multicomponent systems during photocatalysis. The electron that was intended for the intramolecular transfer from the photosensitizer unit to the catalyst unit within the dyads remains at the photosensitizer for a relatively long time, analogous to the 3CS and despite the covalently bound catalyst. It is therefore assumed that this intramolecular electron transfer is likely to be hindered as a result of the weak electronic coupling caused by the bridge units used. Instead, the system bypasses this through an intermolecular transfer to other dyad molecules in the immediate vicinity. In addition, with the help of emission quenching experiments and electrochemical investigations, it could be clearly concluded that all investigated systems proceed via the reductive quenching mechanism during photocatalysis.}, subject = {Fotokatalyse}, language = {en} } @phdthesis{Wachtler2020, author = {Wachtler, Stefan}, title = {Synthese und Charakterisierung von funktionalisierten Nanodiamantmaterialien f{\"u}r biomedizinische Anwendungen}, doi = {10.25972/OPUS-21075}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-210757}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {In dieser Arbeit ist die Synthese von funktionalisiertem Nanodiamant mit bioaktiven Substanzen, welche vor allem als Wirkstofftransporter eingesetzt werden sollen, beschrieben. Dazu werden zum einen bereits bekannte Anbindungsm{\"o}glichkeiten an Nanodiamant, wie zum Beispiel die Klick-Reaktion, sowie die Ausbildung von Amidbr{\"u}cken verwendet. Zum anderen werden neuartige Funktionalisierungsm{\"o}glichkeiten wie Protein Ligation und Thioharnstoffbr{\"u}cken verwendet und somit das Repertoire an bekannten Anbindungsreaktion erweitert. Des weiteren wurde ein multifunktionales Nanodiamantsystem synthetisiert. Dieses ist in der Lage, zwei verschiedene Molek{\"u}le auf einem Partikel zu immobilisieren. Die verwendeten Methoden erm{\"o}glichen die Anbindung verschiedener Substanzen aus unterschiedlichen Molek{\"u}lgruppen an Nanodiamanten und sind somit universell einsetzbar.}, subject = {Synthesediamant}, language = {de} } @phdthesis{Maier2020, author = {Maier, Philipp}, title = {Synthese und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen sterisch {\"u}berfrachteter Sternmesogene mit hexasubstituiertem Benzolkern und ihrer Wirt-Gast-Mesogene}, doi = {10.25972/OPUS-18527}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-185274}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Die vorliegende Dissertation befasst sich mit den Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von sternf{\"o}rmigen Mesogenen mit kontrollierbaren Konformationen in den LC-Phasen. Zun{\"a}chst sollte mithilfe verschiedener Molek{\"u}ldesigns gekl{\"a}rt werden, wie eine Faltung der Arme verhindert werden kann, und somit, ob sternf{\"o}rmige Konformationen in den kolumnaren Packungen realisiert werden k{\"o}nnen. Hierzu wurde erfolgreich eine Bibliothek von dreiarmigen Amidsternen, semiflexiblen Oligoestersternen mit hexasubstituiertem Benzolkern und formtreuen hexasubstituierten Benzolen synthetisiert. Die besondere Herausforderung bei der Darstellung letzterer lag in der C3-Symmetrie der Verbindungen und konnte durch Optimierung der Synthesestrategie mittels aufeinander folgender Wittig-Horner- und Suzuki-Reaktionen in einem divergenten Ansatz gemeistert werden. Ein herausragendes Ergebnis ist die Fl{\"u}ssigkristallinit{\"a}t dieser formtreuen hexasubstituierten Strukturen, wenn sie mindestens neun bzw. zw{\"o}lf periphere Ketten besitzen. Die detaillierte Auswertung der Kolumnendurchmesser mithilfe von {\"a}quatorialen Reflexen sowie der Dichte und der meridionalen Beugungsmuster zeigen, dass lediglich f{\"u}r die formtreuen hexasubstituierten Benzolderivate eine Faltung verhindert werden kann. Intrinsische Freir{\"a}ume (K{\"a}vit{\"a}ten) zwischen den Oligo(phenylenvinylen)-Armen werden durch außergew{\"o}hnliche Dimerenbildung und helikale Packung der Molek{\"u}le kompensiert. In die Kavit{\"a}ten der Trispyridylverbindungen k{\"o}nnen Carbons{\"a}ure-funktionalisierte G{\"a}ste unter Ausbildung von Wasserstoffbr{\"u}cken eingelagert werden. Mit zunehmender Gastkonzentration wird die helikale Dimerphase des Wirts kontinuierlich in eine neue kolumnare Phase von monomeren Supermesogenen ohne helikale Struktur umgewandelt. Da die G{\"a}ste in den Supermesogenen vollst{\"a}ndig von den Oligo(phenylenvinylen)-Armen und den aliphatischen Ketten umschlossen sind, handelt es sich bei der Wirtverbindung erstmals um einen fl{\"u}ssigkristallinen Endorezeptor mit drei Bindungsstellen. Das Sternmesogen mit gr{\"o}ßeren intrinsischen Freir{\"a}umen erm{\"o}glicht die Einlagerung von funktionalen Bausteinen wie z.B. Anthracenchromophoren. Aus Untersuchungen mittels Festk{\"o}rper-NMR- und Fluoreszenzspektroskopie geht hervor, dass sich die Mesophase mit drei Anthraceng{\"a}sten langsam in eine doppelt nanosegregierte Struktur umwandelt, in der intrakolumnar Oligo(phenylenvinylen)-Arme und Anthracene Seite an Seite segregiert stapeln und so segmentierte Kolumnen bilden. Diese Art von doppelter Nanosegregation offenbart das Potential des verwendeten Molek{\"u}ldesigns im Bezug auf die Entwicklung mesomorpher Multikabelstrukturen. Im Vergleich zu den Supermesogenen weisen die analogen Sternverbindungen mit kovalent gebundenen Pseudog{\"a}sten um {\"u}ber 100 °C h{\"o}here Kl{\"a}rpunkte auf, was unter Ber{\"u}cksichtigung der strukturellen {\"A}hnlichkeit der kolumnaren Phasen und der {\"a}hnlichen Mischungsenthalpien in unterschiedlichen Werten der Mischungsentropie begr{\"u}ndet liegen muss. Der Vergleich mit einer 1:3-Mischung ohne spezifische Wirt-Gast-Wechselwirkung best{\"a}tigt in diesem Zusammenhang den Einfluss der Bindungsart der G{\"a}ste auf die Mesophasenstabilit{\"a}t. Die Kl{\"a}rtemperaturen der Sternmesogene lassen sich folglich {\"u}ber die Art der Bindung der Gastmolek{\"u}le kontrollieren. Dies ist vor allem f{\"u}r die Orientierung kolumnarer Phasen in d{\"u}nnen Filmen großer funktionaler Mesogene, die h{\"a}ufig erst bei sehr hohen Temperaturen unter Zersetzung in die isotrope Phase {\"u}bergehen, interessant.}, subject = {Thermotroper Fl{\"u}ssigkristall}, language = {de} }