Rylenfarbstoffe in nanoskopischen Systemen

Abstract

ZusammenfassungDurch die Funktionalisierung des Chromophors Tetraphenoxyperylendiimid mit vier Ethinylgruppen stand ein Farbstoff zur Verfügung, welcher sich als Kernmolekül für den Aufbau von Polyphenylendendrimeren eignet. Ausgehend von dem Farbstoffkern wurden drei Dendrimergenerationen synthetisiert. Durch die Dendronisierung wird die Aggregation des zentralen Farbstoffs im Festkörper verhindert, weshalb das G1-Dendrimer als aktive Schicht in LED´s eingesetzt wurde und zur Verbesserung dieser Bauelemente führte. Weiterhin wurde auch die Oberfläche der Polyphenylendendrimere mit 4, 8 bzw. 16 Perylenmonoimidfarbstoffen funktionalisiert. Durch zeitaufgelöste Absorptions- und Emissionsmessungen und Einzelmolekülspektroskopie des G2-Dendrimers wurde ein photophysikalisches Modell des multichromophoren Systems entwickelt.Neben Polyphenylendendrimeren dienten auch Emulsionspolymerisate, Miniemulsionspolymerisate und Halbleiterkristalle als nanoskopische Trägermaterialien für Rylenfarbstoffe. Für die Anknüpfung an Lartices wurden amino- und styrylfunktionalisierte Perylen- und Terrylenchromophore dargestellt, was zu einer statistischen Verteilung der Farbstoffe auf der Oberfläche bzw. im Inneren führte. Außerdem wurden Rylenfarbstoffe als stabile Fluoreszenzmarkierung von Metallocenkatalysatoren eingesetzt. Silica- und polymergeträgerte markierte Katalysatoren wurden zur Polymerisation von Ethylen verwendet und lieferten fluoreszente PE-Produkte, ohne Einfluß auf die Polymerisation zu nehmen. Zum Einen wurde mit Hilfe der Dotierung der heterogenen Polymerisationskatalysatoren der Verbleib des fragmentierten Trägermaterials in den PE-Produktpartikeln detektiert. Zum Anderen erlaubt der Einsatz unterschiedlich fluoreszierender Markierungsgruppen die Durchführung eines kombinatorischen Verfahrens zum Testen von Polymerisationskatalysatoren.

SummaryVia the fourfold ethine functionalization of the chromophore tetraphenoxyperylenediimide a fluorophore was available which suites as a core molecule for the build up of polyphenylene dendrimers. From this core building block three dendrimer generations were synthesized. The dendronization prevents aggregation of the internal chromophore. Incorporation of the G1-dendrimer as active layer in LED´s improves the performance of these devices. Moreover the surface of polyphenylene dendrimers was functionalized with 4, 8 and 16 perylenemonoimide chromophors. From time-resolved absorption- and emission measurments as well as from single molecule spectroscopy investigations of the G2-dendrimer a photophysical model of this multichromophoric system was developed.Beside polyphenylene dendrimers also latices and semiconductor nanocristals served as nanoscopic supports for rylene dyes. For the coupling amino- and styrene-functionalized perylene and terrylene derivatives were synthesized. The chromophores were distributed statistically on the surface and in the center of the particles. Furthermore rylene dyes were used as stable fluorescent tags on metallocene catalysts. Labelled silica and polymer supported catalysts yielded fluorescent PE-products, without influencing the polymerization parameters. By tagging the fragments of the solid supports could be detected and a combinatorial approach for the testing of polymerization catalysts could be acquired.