Wasserstoffbrücken-gebundene Netzwerke

Die supramolekularen Organisationen von 5-n-Alkoxyisophthaläuren und 2,5-Di-n-alkoxyterephthalsäuren bilden durch sekundäre Wechselwirkungen in Form van der Waals-Kräften und Wasserstoffbrückenbindungen hochgeordnete lamellare Strukturen, die sowohl mittels Röntgen-kristallgraphie als auch durch Rastertunnelmikroskopie (STM) visualisierbar sind. Diese Art der Aggregationsmuster ermöglicht den potentiell reaktiven Gruppen (Diacetylene, Zimtsäuren) in der Alkoxykette, einen optimalen Abstand und geometrische Orientierungen im Kristall einzunehmen, um lichtinduzierte Reaktionen im Festkörper durchzuführen. Einführung einer Amidgruppe an die Alkoxykette erweitert dieses Konzept, durch Erhalt einer zusätzlichen Wasserstoffbrückenbindung im hydrophoben Bereich der Organisation.Die Stabilität solche supramolekularer Aggregate kann durch Einführung semifluorierter Alkoxyketten stark beeinflußt werden, da die Inkompatibilität der pefluorierten Gruppen durch viele organische Verbindungen das Gleichgewicht nicht-kovalenter Wechselwirkung drastisch verändert. Diese Eigenschaft der semifluorierten 5-n-Alkoxyisopthalsäuren und 2,5-Di-n-alkoxyterephthalsäuren zeigt sich erstaunlicherweise jedoch nur bei einem großen Anteil des perfluorierten Alkylteils als der des nicht-perfluorierten. Da sich dann die perfluorierten Alkylteile untereinander organisieren können, erscheint die Änderung der Assoziationsstruktur von interdigitiert-lamellar zu nicht-interdigitiert-lamellar plausibel.Das gezielte Design eines neuen Organisationsmusters der 5-n-Alkoxyisophthalsäuren gelang durch Brechung der Symmetrie dieses Bausteins. Die Einführung zweier Alkoxyketten ließ die zweidimensionale Anordnung der wasserstoffbrückengebundenen Aromate unverändert, resultierte aber mit Ausbruch einer Alkoxykette aus dieser Ebene.

Simple molecular building blocks 5-n-alkoxyisophthalic and 2,5-di-n-alkoxyterephthalic acids are organised in lamellar structures thanks to weak interactions such as van der Waals and hydrogen bonds. X-ray analysis and scanning tunneling microscopy are used to analyse the supramolecular organisation.Reactive groups present in the interdigitated alkoxy chains allow photochemical reactions in crystal lattice because of their optimal distance and geometric packing. The addition of an amid group in the alkoxy chain is another way to increase the stability of the lamellar structure. In this case additional hydrogen bonds are created in the hydrophobic region.The substitution of the alkoxy with a partially fluorinated chain influences the self-assembly of building blocks. The incompatibility of the fluorinated compounds with organic products change the equilibrium of non-covalent architecture of 5-n-alkoxyisophthalic and 2,5-di-n-alkoxyterephthalic acids. This occurs if these compounds are longer than the hydrocarbon chains, resulting in a not interdigitated organisation.The aim is to change the packing of the 5-n-Alkoxyisophthalic acid building block. Introducing a second alkoxy chain modifies the symmetry of this molecule. No considerable effect on the supramolecular structure is observed, except the fact that one of the alkoxy chains is standing out of the aromatic plane.