Synthese und photophysikalische Eigenschaften von Indolocarbazolen und höheren Analoga

Das Ziel dieser Arbeit bestand zum einen in der Entwicklung einer einfachen Synthesestrategie zur Darstellung substituierter symmetrischer Indolo[3,2-b]carbazole sowie in der Erweiterung des -Elektronensystems, um höhere Analoga dieser Substanzklasse zu synthetisieren. Der Zugang sollte dabei durch eine doppelte Cadogan-Ringschlussreaktion als Schlüsselschritt erfolgen. Die doppelte Cadogan-Reaktion erfolgte dabei unter Mikrowellenbedingungen in zufriedenstellenden Ausbeuten. Mittels Röntgenstrukturanalyse sind die verschiedenen Indolo[3,2-b]carbazole und Diindolo[3,2-b;2´,3´-h]carbazole auf ihre Eigenschaften im Festkörper hin untersucht worden. Dabei zeigen sie mit ihren Anordnungen im festen Zustand gute Eigenschaften für deren Verwendung als organische Halbleitermaterialien in Organischen Dünnschichttransistoren oder auch in Organischen Leuchtdioden. Die photophysikalische Charakterisierung erfolgte mittels UV/Vis- und Fluoreszenzspektroskopie sowie durch elektrooptische Absorptionsmessung, die Informationen über die Größe der Dipolmomente im Grundzustand und im angeregten Franck-Condon-Zustand lieferte. Die elektrochemischen Eigenschaften wurden aus cyclovoltammetrischen Messungen durch die Bestimmung der Redoxpotentiale, und damit die Lage der HOMO- bzw. LUMO-Levels, gewonnen. Durch die Synthese und die Bestimmung ihrer photophysikalischen Eigenschaften, mittels UV/Vis- und Fluoreszenzspektroskopie, von auf Naphthalin basierenden Chromophoren wurden zudem Verbindungen dargestellt, die Verwendung in lumineszierenden Lanthanid(III)-Komplexen finden können. Die Darstellung erfolgte mittels einer palladium-katalysierten Arylaminierung gefolgt von einer Suzuki-Kupplung mit 1,4-Dibromnaphthalin als Startmaterial.

The Aim of this thesis was on the one hand the developement of a simple synthetic strategy to synthesize symmetric substituted indolo[3,2-b]carbazoles and on the other hand indolo[3,2-b]carbazoles with an extended electronsystem should be synthesized to get higher analogs of these class of compounds. The synthesis was carried out by a double Cadogan ring-closure reaction as the key step. The double Cadogan reaction was accomplished under microwave conditions in good yields. The solid-state characteristics of the different indolo[3,2-b]carbazoles and diindolo[3,2-b;2´,3´-h]carbazoles were investigated by crystallographis analysis. With their arrangement in the solid-state these compounds show good properties as semiconducting materials for the use in organic thin film transistors or organic light emitting diodes. The photophysical characteristics were identified by uv- and fluorescence spectroscopy as well as electrooptical absorption measurements, to get information about the dipolemoments of the ground-state and the Franck-Condon excited state. The electrochemical characteristics were investigated by using cyclic-voltammetry. From the redox-potentials getting from these cyclicvoltammetry measurements the HOMO- and LUMO-levels were determined. With the synthesis and the investigation of their photophysical properties, using uv- and fluorescence spectroscopy, on naphthaline-based chromophores materials have been synthesized which find their application in luminescent Lanthanide(III)-complexes. These chromophores were synthesized by a palladium-catalysed aryl-amination followed a Suzuki cross-coupling with 1,4-dibromonaphthaline as starting material.