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1,8,13-Trisubstituierte Triptycene als molekulare Bausteine für poröse Materialien

Elbert, Sven Michael

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PDF, German
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Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Darstellung und Untersuchung poröser Materialien basierend auf unterschiedlich 1,8,13-substituierten Triptycenen. Triptycen erwies sich aufgrund seiner rigiden Struktur und der Möglichkeit zur selektiven Substitution bereits vielfach als geeignetes Strukturelement zur Herstellung von diskreten organischen Käfigverbindungen oder porösen Netzwerkmaterialien. Durch die Optimierung und Aufskalierung der Synthese eines zentralen Triptycen-Trisalicylaldehyds konnte die zehnstufige Synthese im Multigramm-Maßstab durchgeführt werden. Auf Grundlage dessen waren kubische [4+4]-Käfigverbindungen mit spezifischen Oberflächen von bis zu SOBET = 1014 m2/g zugänglich, welche zu den höchsten bislang berichteten Werten für poröse Materialien aus diskreten organischen Molekülen in der amorphen Phase zählt. Mittels Kondensation des Tritpycen-Trissalicylaldehyds mit ortho-Phenylen- oder Triptycendiaminen in Gegenwart eines Metallsalzes wurde eine Serie von isostrukturellen trinuklearen Metallkomplexen mit Zn2+-, Ni2+-, Cu2+-, Pd2+- und Co3+-Zentren hergestellt, deren Festkörperstrukturen Metall-Metall-Abstände um 6.5 Å aufweisen, sodass synergistische Wechselwirkungen mit kleinen Molekülen wie Kohlenstoffdioxid resultieren können. Zur Integration der trinuklearen Anordnungen in porösen Materialen wurden Metall-assistierte Salphen-organische Netzwerke (kurz MaSOFs) hergestellt. Diese zeigten spezifische Oberflächen von bis zu SOBET = 892 m2/g und hohe IAST-Selektivitäten von bis zu "S" _(〖"CO" 〗_"2" "/" 〖"CH" 〗_"4" ) = 13 für Kohlenstoffdioxid über Methan, bzw. "S" _(〖"CO" 〗_"2" "/" "N" _"2" ) = 70 von Kohlenstoffdioxid über Stickstoff, welche die Materialien für Anwendungen in der Separation von Gasgemischen qualifizieren. Des Weiteren konnten erste Schritte zur Stabilisierung von Imin-Käfigverbindungen unternommen werden. Studien entsprechender Modellverbindungen führten zu einer Serie von fluoreszierenden BF2-Komplexen (Φ bis 37%) mit großen Stokes-Verschiebungen und mechanochromem Verhalten. Zudem lieferte die Derivatisierung eines 1,8,13-Trimethoxytriptycens einen molekularem Baustein für eine Serie tetraedrischer Boronsäureester-Käfigverbindungen mit spezifischen Oberflächen von bis zu SOBET = 511 m2/g und unterschiedlichen Substitutionsmustern.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Mastalerz, Prof. Dr. Michael
Date of thesis defense: 18 May 2018
Date Deposited: 19 Jun 2018 13:19
Date: 2018
Faculties / Institutes: Fakultät für Chemie und Geowissenschaften > Institute of Organic Chemistry
Subjects: 540 Chemistry and allied sciences
Controlled Keywords: Porosität, Poröse Materialien, Fluoreszenz
Uncontrolled Keywords: Triptycen, Organische Käfigverbindungen, Selektivität
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