German Title: Erweiterte polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe auf Basis von Diarenoperylenes

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Abstract

This thesis deals with the synthesis and investigation of larger polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) obtained via π-extension of 2,10-di-tert-butyldibenzoperylene. Four types of π-extensions based on dibenzoperylene were achieved: 1. Bay region extension (Chapter 3.1): Nine cata-condensed (hetero)annulated coronenes were synthesized by a three-step approach via selective bromination of diarenoperylenes as the key-step. The influence of introducing different heteroatoms (nitrogen and sulfur) on the molecular structures as well as the photophysical and electrochemical properties were investigated. 2. L-region extension (Chapter 3.2.2): Two-fold cyclopentannulation at the L-regions and regioselective triflyloxylations have been achieved in a single step based on a dibenzoperylene. Larger contorted PAHs were obtained based on the bistriflate. The structures of the obtained contorted PAHs were studied by NMR techniques and single crystal X-ray diffraction analyses. 3. Extension at both bay and L-regions (Chapter 3.2.3): Contorted PAHs with two embedded azulene units were synthesized. The influences of the curvature on the aromaticity and the conjugation were investigated by theoretical calculations. 4. Linear extension (Chapter 3.3): Triptycene end-capped perylene oligomers with up to thirteen linearly fused benzene rings were obtained. The influence of the conjugation length on the molecular photophysical properties were studied. Regioselective brominations were achieved on these perylene oligomers and one PAH molecule with two coronene units was obtained.

Translation of abstract (German)

In dieser Arbeit werden die Synthese und Analyse großer polyzyklischer aromatischer Kohlen-wasserstoffe (PAKs), die über π-Erweiterung des 2,10-Di-tert-butyldibenzoperylen erhalten wurden, behandelt. Vier verschiedene π-Erweiterungen des Dibenzoperylenes wurden erreicht: 1. Erweiterung der Bay-Region (Kapitel 3.1): Durch eine dreistufige Synthese, bei der die selektive Bromierung der Diarenoperylene den Schlüsselschritt darstellt, konnten neun cata-kondensierte, (hetero)annelierte Coronene dargestellt werden. Der Einfluss von verschiedenen Heteroatomen (Stickstoff und Schwefel) auf die molekularen Strukturen, die photophysikalischen und elektrochemischen Eigenschaften werden ebenfalls diskutiert. 2. Erweiterung der L-Region (Kapitel 3.2.2) durch eine zweifache Cyclopentannulierung und eine regioselektive Triflyloxylierung in einem Schritt am Dibenzoperylen. Größere PAKs konnten ausgehend von dem synthetisch wertvollen Bistriflat aufgebaut werden. Die Strukturen der erhaltenen größeren verzerrten PAKs wurden durch NMR-Techniken und Einkristall-Röntgenbeugungsanalyse untersucht. 3. Erweiterung von Bay- und L-Region (Kapitel 3.2.3): Es wurden verzerrte PAKs mit zwei eingebetteten Azuleneinheiten synthetisiert. Die Einflüsse der Krümmung auf Aromatizität und Konjugation wurden durch theoretische Berechnungen untersucht. 4. Lineare Erweiterung (Kapitel 3.3): Es gelang Perylen-Oligomere mit Triptycen-Endgruppen und bis zu 13 linear verbundenen Benzolringen zu erhalten. Der Einfluss der Länge des konjugierten Systems auf die photophysikalischen Eigenschaften wurde untersucht. Eine regioselektive Bromierung wurde ebenfalls erreicht, durch die PAKs mit zwei Coronen-Einheiten erhalten wurden.