Chemie

Untersuchung von Photoreaktionen

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Die Reaktionsklasse der Photoreaktionen erfreut sich sich aufgrund der gezielten Steuerung, lokalen Adressierbarkeit und ressourcenfreundlichen Bedingungen in der organischen Chemie vermehrtem Interesse. Diese Reaktionsklasse wird anhand zweier Beispiele untersucht, zum einen an der Untersuchung der photochemischen Stabilität von 2,3-Dimethylnaphtho[2,3-g]chinoxalin 1, zum anderen an der Photocyclisierung von Dimethyldithienylcyclopenten 2.

Das von Kolmer-Anderl und Rehahn entwickelte 2,3-Dimethylnaphtho[2,3-g]chinoxalin 1 wird als organischer Halbleiter in organischen Feldeffekttransistoren benötigt[1]. Es ist besonders wichtig, dass es stabil gegenüber Licht und Sauerstoff ist, da eine Bildung von Chinonen die Funktionalität des Transistors zerstört.

Es wurde daher analysiert, ob und wie das 2,3-Dimethylnaphtho[2,3-g]chinoxalin mit Licht und Sauerstoff reagiert. Außerdem wurde nach Möglichkeiten gesucht, eventuell auftretende Zersetzungsreaktionen zu unterdrücken.


Mögliche Photooxidation von 2,3-Dimethylnaphtho[2,3-g]chinoxalin 1.

Aufklärung des Photozersetzungsmechanismus zweier N-Heterotetracene

Eine weitere aus Anwendungssicht vielversprechende Photoreaktion ist die von Göstl und Hecht untersuchte Photocyclisierung von Dimethyldithienylcyclopenten 2 zu zwei geschlossenen Formen 4 und 5. Dabei entstehen zwei neue Stereozentren. Je nach Konfiguration dieser Stereozentren bilden sich zwei verschiedene Diastereomere, deren Stereozentren entweder als R,R,S,S oder S,S,S,S (sowie deren Enantiomere) vorliegen. Es können Diastereomerenüberschüsse von 82-84% bestimmt werden[2], allerdings ist nicht bekannt, welches der beiden Diastereomere bevorzugt gebildet wird. Ebenso unbekannt ist der Grund für diese Bevorzugung eines Diastereomers: Als potentielle Gründe kommen eine Vororientierung von 2 in Lösung oder unterschiedliche Photocyclisierungsraten der beiden Konformere in Frage.

Deshalb wurde zum einen analysiert, welches Diastereomer bevorzugt gebildet wird, und zum anderen wurde der Grund für diese Selektivität erklärt.


Photocyclisierung von Dimethyldithienylcyclopenten 2.

Untersuchung der Photocyclisierung von Dimethyldithienylcyclopenten

[1] N. Kolmer-Anderl, N-Heteroacene als funktionale Halbleiter in anorganisch-organischen Feldeffekttransistoren, Dissertation, TU Darmstadt, 2014.
[2] R. Göstl, B. Kobin, L. Grubert, M. Pätzel, S. Hecht, Chem. Eur. J. 2012, 18, 14282–14285.