Synthese und Untersuchung verschiedener BN-substituierter polyzyklischer Aromaten

Abstract

Bor-Stickstoff-dotierte polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) finden aufgrund ihrer Halbleitereigenschaften bereits Anwendung in organischen Leuchtdioden (oLEDs), Feldeffekttransistoren (oFETs) und organischen Solarzellen (oSZs). In dieser Arbeit wurden neue BN-substituierte PAKs synthetisiert und ihre Eigenschaften untersucht. Für das erste Projekt wurde das erste stabile BNB-Benzo[fg]tetracen dargestellt. Mesitylsubstituenten bewirken eine kinetische Stabilisierung der Borzentren. Die Verbindung konnte über vier Synthesestufen mit insgesamt 44 % Ausbeute erhalten werden. Quantenchemische Rechnungen beschreiben das Molekül als m-Terphenyl mit einer BNB-Verbrückung. Für das bekannte (BN)2-Dibenzoperylen konnte eine neue sechsstufige Syntheseroute mit einer Gesamtausbeute von 12 % entwickelt werden. Diese Route ist zwar länger als die vorher im Arbeitskreis entdeckte, hat aber die Vorzüge, dass Alkylgruppen zur Erhöhung der Löslichkeit eingeführt werden können. Außerdem sind größere Substanzmengen, wie sie für weitergehende Untersuchungen benötigt werden, leichter zugänglich. Dieser PAK besitzt eine chemisch interessante heteroatom-dotierte Buchtregion. PAKs mit einer Buchtregion können Cycloadditionsreaktionen eingehen. Im folgenden Projekt konnte die erste säurekatalysierte Cycloaddition eines PAK mit BN-Dotierung in der Buchtregion untersucht werden. Als Dienophile wurden insbesondere Benzaldehyde eingesetzt. Diese Reaktionsart erweitert die Möglichkeiten zum Aufbau von PAKs. Das letzte Projekt beschäftigte sich mit der ersten gezielten Synthese und Charakterisierung eines PAK mit Boroxazinring. Dieser konnte über vier Stufen und mit einer Gesamtausbeute von 34 % dargestellt werden. Quantenchemische Rechnungen erweiterten die Charakterisierung und beschreiben das Molekül als m-Quinquephenyl mit innen liegendem B3N2O-Kern. Alle Verbindungen wurden hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften untersucht und weisen meist hohe Fluoreszenzquantenausbeuten auf.