Molecular Networks Created by Charge-Assisted Hydrogen Bonds Between Bis(aminidinium) Cations and Carboxylates, Sulfonates, Phosphonates and Phosphates

L'objectif de cette étude est d'apprendre à créer de nouveaux matériaux moléculaires par design. À l'heure actuelle, il n'existe aucune méthode générale pour la prédiction des structures et des propriétés, mais des progrès importants ont été accomplis, en particulier dans la fabrication de matériaux moléculaires ordonnés tels que des cristaux. En ces matériaux, l'organisation peut être contrôlée efficacement par la stratégie de la tectonique moléculaire. Cette approche utilise des molécules appelées “tectons”, qui peuvent s’associer de manière dirigée par des interactions non covalentes prévisibles. De cette façon, la position de chaque molécule par rapport à ses voisins peut être programmée avec un degré élevé de fiabilité pour créer des cristaux et d'autres matériaux organisés avec des caractéristiques et des propriétés structurelles souhaitables. Le travail que nous allons décrire est axé sur l'utilisation de l'association des cations bis(aminidinium) avec des carboxylates, sulfonates, phosphonates et phosphates, afin de créer des réseaux moléculaires prévisibles. Ces réseaux promettent d'être particulièrement robuste, car ils sont maintenus ensemble par de multiples liaisons hydrogène assistées par des interactions électrostatiques.

Studies on Transformations of H-Phosphonates into DNA Analogues Containing P-S or P-C Bonds

In this thesis, mechanistic and synthetic studies on transformations of H-phosphonates into DNA analogues containing P-S or P-C bonds are described. Configurational stability of dinucleoside H-phosphonates and the stereochemical course of their sulfurisation in the presence of 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) were investigated. In light of these studies, the reported stereoselective sulfurisation of dinucleoside H-phosphonates and benzoylphosphonates in the presence of DBU was proved to be incorrect. Efficient protocols for the synthesis of new nucleotide analogues with non-ionic C-phosphonate internucleotide linkages were developed. The synthesis of dinucleoside 2-pyridylphosphonates was successfully performed by a DBU-promoted reaction of H-phosphonate diesters with N-methoxypyridinium salts. The thio analogues, 2-pyridyl- and 4-pyridyl phosphonothioate diesters, could be obtained by modifying the reactions developed for their oxo counterparts. Dinucleoside 3-pyridylphosphonates were prepared via a palladium(0)-catalysed cross coupling strategy that could be extended also to the synthesis of nucleotide analogues with metal-complexing properties, i.e. terpyridyl- and bipyridylphosphonate derivatives. Oligonucleotides modified with pyridylphosphonate internucleotide linkages have been prepared and preliminary studies on their hybridisation properties and resistance towards enzymatic degradation were performed. Finally, nucleotidic units for the incorporation of pyridylphosphonate groups at the 5’-terminus of oligonucleotides were designed. Condensations of such units with a suitably protected nucleoside afforded after oxidation the expected dinucleoside (3’-5’)-phosphates with pyridylphosphonate monoester functions at the 5’-ends.

Gold Phosphonates as Transfer Agents in Palladium Catalyzed Hirao Reactions

Through a cross-coupling reaction, aryl phosphonates are produced in high yields when the corresponding aryl bromides are reacted with a gold phosphorylating agent in the presence of a palladium catalyst and an appropriate ligand. To the best of our knowledge, this transformation is the first example involving the transfer of a phosphonate functional group from a gold complex to palladium that has been reported. Throughout the investigation, three gold phosphorylating agents were screened for activity towards the phosphorylation of aryl bromides. Aryl bromides with electrondonating and electron-withdrawing groups were successfully employed in the crosscoupling reactions. All cross-coupling reactions were carried out in THF at room temperature (25ºC) or in a microwave reactor (CEM Discover) at 60ºC for 30 or 60 minutes. The effects of changing reaction parameters such as time, temperature, catalyst and free ligand loading have been investigated. All aryl bromide substrates tested in the cross-coupling reactions produced phosphorylated products.

Prodrugs of antiviral phosphonates

Phosphonoformate and phosphonoacetate are effective antiviral agents, however they are charged at physiological pH and as such penetration into cells and diffusion across the blood-brain bamer is limited. In an attempt to increase the lipophilicity and improve the transport properties of these molecules, prodrugs were synthesised and their stabilities and reconversion to the parent compound subsequently investigated by the techniques of 31P nuclear magnetic resonance spectroscopy and high performance liquid Chromatography. A series of 4-substituted dibenzyl (methoxycarbonyl)phosphonates were prepared and found to be hydrolytically unstable giving predominantly the diesters, benzyl (methoxycarbonyl)phosphonates. This instability arose from the electron-withdrawing effect of the carbonyl group promoting nucleophilic attack at phosphorus. It was possible to influence the mechanism and, to some extent, the rate of hydrolysis of the phosphonoformate triesters to the diesters by varying the electronic nature of the substituent in the 4-position of the aromatic ring. Strongly electron-withdrawing groups increased the sensitivity of phosphorus to nucleophilic attack, thus promoting P-O .bond cleavage and rapid hydrolysis. Conversely, weakly electron-withdrawing substituents encouraged C-O bond fission, presumably through resonance stabilisation of the benzyl carbonium ion. The loss of the protecting group on phosphorus was in competition with nucleophilic attack at the carbonyl group, resulting in P-C bond cleavage with dibenzyl phosphite formation. The high instability and P-C bond fission make triesters unsuitable prodrug forms of phosphonoformate. A range of chemically stable triesters of phosphonoacetate were synthesised and their bioactivation investigated. Di(benzoyloxymethyl) (methoxycarbonylmethyl)phosphonates degraded to the relevant benzoyloxymethyl (methoxycarbonylmethyl)phosphonate in the presence of esterase. The enzymatic activation was restricted to the removal of only one protecting group from phosphorus, most likely due to the close proximity of the benzoyloxy ester function to the anionic charge on the diester. However, in similar systems di(4-alkanoyloxybenzyl) (methoxycarbonylmethyl)phosphonates degraded in the presence of esterase with the loss of both protecting groups on phosphorus to give the monoester, (methoxycarbonylmethyl)phosphonate, via the intermediary of the unstable 4-hydroxy benzyl esters. The methoxycarbonyl function remained intact. The rate of enzymatic hydrolysis and subsequent removal of the protecting groups on phosphorus was dependent on the nature of the alkanoyl group and was most rapid for the 4-nbutanoyloxybenzyl and 4-iso-butanoyloxybenzyl esters of phosphonoacetate. This provides a strategy for the design of a prodrug with sufficient stability in plasma to reach the central nervous system in high concentration, wherein rapid metabolism to the active drug by brain-associated enzymes occurs.

Structure-properties correlations in divalent metal phosphonates

Crystalline metal phosphonates may offer acidic sites, structural flexibility and guest molecules (H2O, heterocyclics, etc.) which can act as proton carriers. In addition, some frameworks are also amenable for post‐synthesis modifications in order to enhance desired properties [1,2]. In this work, we present the synthesis and structural characterization of two hydroxyphosphonoacetates hybrids based on magnesium, [Mg5(O3PCHOHCOO)2(HO3PCHOHCOO)2·8H2O] [Mg5(HPAA)2(H1HPAA)2·8H2O], and zinc, [Zn6K(O3PCHOHCOO)4(OH)·6.5H2O] [Zn6K(HPAA)4(OH)·6.5H2O]. Both solids present three-dimensional frameworks and their crystal structures were solved ab initio from X-ray powder diffraction. The proton conductivity of [Zn6K(HPAA)4(OH)·6.5H2O] as well as ammonia derivatives of M(II)(HO3PCHOHCOO)·2H2O [M(II)=Zn, Mg] will be reported and discussed.

Direct synthesis of β-ketophosphonates and vinyl phosphonates from alkenes or alkynes catalyzed by CuNPs/ZnO

Copper nanoparticles (CuNPs) supported on ZnO have been shown to effectively catalyze the direct synthesis of β-ketophosphonates from alkenes or alkynes, and that of vinyl phosphonates from alkynes and diethylphosphite, under air and in the absence of any additive or ligand. When using alkynes as starting materials, the selectivity proved to be dependent on the nature of the alkyne. Thus, alkynes conjugated with an aromatic ring or a carbon–carbon double bond gave β-ketophosphonates as the main reaction products, whereas aliphatic alkynes or alkynes conjugated with a carbonyl group led to the formation of the corresponding vinyl phosphonates.

Exploring the role of the α-carboxyphosphonate moiety in the HIV-RT activity of α-carboxy nucleoside phosphonates

As α-carboxy nucleoside phosphonates (α-CNPs) have demonstrated a novel mode of action of HIV-1 reverse transcriptase inhibition, structurally related derivatives were synthesized, namely the malonate 2, the unsaturated and saturated bisphosphonates 3 and 4, respectively and the amide 5. These compounds were evaluated for inhibition of HIV-1 reverse transcriptase in cell-free assays. The importance of the α-carboxy phosphonoacetic acid moiety for achieving reverse transcriptase inhibition, without the need for prior phosphorylation, was confirmed. The malonate derivative 2 was less active by two orders of magnitude than the original α-CNPs, while displaying the same pattern of kinetic behavior; interestingly the activity resides in the “L”-enantiomer of 2, as seen with the earlier series of α-CNPs. A crystal structure with an RT/DNA complex at 2.95 Å resolution revealed the binding of the “L”-enantiomer of 2, at the polymerase active site with a weaker metal ion chelation environment compared to 1a (T-α-CNP) which may explain the lower inhibitory activity of 2.

Reduction of Concrete Deterioration by Ettringite Using Crystal Growth Inhibition Techniques, TR-431, 2001

Many researchers have concluded that secondary or delayed ettringite is responsible for serious premature deterioration of concrete highways. In some poorly performing Iowa concretes, ettringite is the most common secondary mineral but its role in premature deterioration is uncertain since some researchers still maintain that secondary ettringite does not itself cause deterioration. The current research project was designed to determine experimentally if it is possible to reduce secondary ettringite formation in concrete by treating the concrete with commercial crystallization inhibitor chemicals. The hypothesis is such that if the amount of ettringite is reduced, there will also be a concomitant reduction of concrete expansion and cracking. If both ettringite formation and deterioration are simultaneously reduced, then the case for ettringite induced expansion/cracking is strengthened. The experiment used four commercial inhibitors - two phosphonates, a polyacrylic acid, and a phosphate ester. Concrete blocks were subjected to continuous immersion, wet/dry and freeze/thaw cycling in sodium sulfate solutions and in sulfate solutions containing an inhibitor. The two phosphonate inhibitors, Dequest 2060 and Dequest 2010, manufactured by Monsanto Co., were effective in reducing ettringite nucleation and growth in concrete. Two other inhibitors, Good-rite K752 and Wayhib S were somewhat effective, but less so than the two phosphonates. Rapid experiments with solution growth inhibition of ettringite without the presence of concrete phases were used to explore the mechanisms of inhibition of this mineral. Reduction of new ettringite formation in concrete blocks also reduced expansion and cracking of the blocks. This relationship clearly links concrete expansion with this mineral - a conclusion that some research workers have disputed despite theoretical arguments for such a relationship and despite numerous observations of ettringite mineralization in prematurely deteriorated concrete highways. Secondary ettringite nucleation and growth must cause concrete expansion because the only known effect of the inhibitor chemicals is to reduce crystal nucleation and growth, and the inhibitors cannot in any other way be responsible for the reduction in expansion. The mechanism of operation of the inhibitors on ettringite reduction is not entirely clear but the solution growth experiments show that they prevent crystallization of a soluble ettringite precursor gel. The present study shows that ettringite growth alone is not responsible for expansion cracking because the experiments showed that most expansion occurs under wet/dry cycling, less under freeze/thaw cycling, and least under continuous soaking conditions. It was concluded from the different amounts of damage that water absorption by newly-formed, minute ettringite crystals is responsible for part of the observed expansion under wet/dry conditions, and that reduction of freeze resistance by ettringite filling of air-entrainment voids is also important in freeze/thaw environments.

Compostos organofosforados pentavalentes: histórico, métodos sintéticos de preparação e aplicações como inseticidas e agentes antitumorais

This paper is a review of the history, synthesis and application of organophosphorus compounds, especially of those of pentavalent phosphorus, such as phosphoramidates, phosphorothioates, phosphonates and phosphonic acids with insecticide and anticancer activities. The organophosphorus compounds with agrochemical applications show great structural variety, They include not only insecticides, but also fungicides, herbicides, and others. The large variety of commercially available organophosphorus pesticides is remarkable. Even more interesting is the high efficiency of some organophosphorus compounds as anticancer agents such as cyclophosphamide and its derivatives.

Improvement of strategies for the management of fire blight (Erwinia amylovora). Evaluation and optimization of physical and chemical control methods, and use of decision support systems

El foc bacterià és una malaltia que afecta a plantes de la família de la rosàcies, causada pel bacteri Erwinia amylovora. El seu rang d'hostes inclou arbres fruiters, com la perera, la pomera o el codonyer, i plantes ornamentals de gran interès comercial i econòmic. Actualment, la malaltia s'ha dispersat i es troba àmpliament distribuïda en totes les zones de clima temperat del món. A Espanya, on la malaltia no és endèmica, el foc bacterià es va detectar per primer cop al 1995 al nord del país (Euskadi) i posteriorment, han aparegut varis focus en altres localitzacions, que han estat convenientment eradicats. El control del foc bacterià, és molt poc efectiu en plantes afectades per la malaltia, de manera que es basa en mesures encaminades a evitar la dispersió del patogen, i la introducció de la malaltia en regions no endèmiques. En aquest treball, la termoteràpia ha estat avaluada com a mètode d'eradicació d'E. amylovora de material vegetal de propagació asimptomàtic. S'ha demostrat que la termoteràpia és un mètode viable d'eradicar E. amylovora de material de propagació. Gairebé totes les espècies i varietats de rosàcies mantingudes en condicions d'humitat sobrevivien 7 hores a 45 ºC i més de 3 hores a 50 ºC, mentre que més d'1 hora d'exposició a 50 ºC amb calor seca produïa danys en el material vegetal i reduïa la brotació. Tractaments de 60 min a 45 ºC o 30 min a 50 ºC van ser suficients per reduir la població epífita d'E. amylovora a nivells no detectables (5 x 102 ufc g-1 p.f.) en branques de perera. Els derivats dels fosfonats i el benzotiadiazol són efectius en el control del foc bacterià en perera i pomera, tant en condicions de laboratori, com d'hivernacle i camp. Els inductors de defensa de les plantes redueixen els nivells de malaltia fins al 40-60%. Els intervals de temps mínims per aconseguir el millor control de la malaltia van ser 5 dies pel fosetil-Al, i 7 dies per l'etefon i el benzotiadiazol, i les dosis òptimes pel fosetil-Al i el benzotiadiazol van ser 3.72 g HPO32- L-1 i 150 mg i.a. L-1, respectivament. Es millora l'eficàcia del fosetil-Al i del benzotiadiazol en el control del foc bacterià, quan es combinen amb els antibiòtics a la meitat de la dosi d'aquests últims. Tot i que l'estratègia de barrejar productes és més pràctica i fàcil de dur a terme a camp, que l'estratègia de combinar productes, el millor nivell de control de la malaltia s'aconsegueix amb l'estratègia de combinar productes. Es va analitzar a nivell histològic i ultrastructural l'efecte del benzotiadiazol i dels fosfonats en la interacció Erwinia amylovora-perera. Ni el benzotiadiazol, ni el fosetil-Al, ni l'etefon van induir canvis estructurals en els teixits de perera 7 dies després de la seva aplicació. No obstant, després de la inoculació d'E. amylovora es va observar en plantes tractades amb fosetil-Al i etefon una desorganització estructural cel·lular, mentre que en les plantes tractades amb benzotiadiazol aquestes alteracions tissulars van ser retardades. S'han avaluat dos models (Maryblyt, Cougarblight) en un camp a Espanya afectat per la malaltia, per determinar la precisió de les prediccions. Es van utilitzar dos models per elaborar el mapa de risc, el BRS-Powell combinat i el BIS95 modificat. Els resultats van mostrar dos zones amb elevat i baix risc de la malaltia. Maryblyt i Cougarblight són dos models de fàcil ús, tot i que la seva implementació en programes de maneig de la malaltia requereix que siguin avaluats i validats per un període de temps més llarg i en àrees on la malaltia hi estigui present.

Reversible phase variation in the phnE gene, which is required for phosphonate metabolism in Escherichia coli K-12

It is known that Escherichia coli K-12 is cryptic (Phn(-)) for utilization of methyl phosphonate (MePn) and that Phn(+) variants can be selected for growth on MePn as the sole P source. Variants arise from deletion via a possible slip strand mechanism of one of three direct 8-bp repeat sequences in phnE, which restores function to a component of a putative ABC type transporter. Here we show that Phn(+) variants are present at the surprisingly high frequency of >10(-2) in K-12 strains. Amplified-fragment length polymorphism analysis was used to monitor instability in phnE in various strains growing under different conditions. This revealed that, once selection for growth on MePn is removed, Phn(+) revertants reappear and accumulate at high levels through reinsertion of the 8-bp repeat element sequence. It appears that, in K-12, phnE contains a high-frequency reversible gene switch, producing phase variation which either allows ("on" form) or blocks ("off" form) MePn utilization. The switch can also block usage of other metabolizable alkyl phosphonates, including the naturally occurring 2-aminoethylphosphonate. All K-12 strains, obtained from collections, appear in the "off" form even when bearing mutations in mutS, mutD, or dnaQ which are known to enhance slip strand events between repetitive sequences. The ability to inactivate the phnE gene appears to be unique to K-12 strains since the B strain is naturally Phn(+) and lacks the inactivating 8-bp insertion in phnE, as do important pathogenic strains for which genome sequences are known and also strains isolated recently from environmental sources.

In-vivo-Tumorbiologie mittels 68 Ga-PET: Beurteilung der p-Glykoprotein-Aktivität in Weichgewebe-Tumoren sowie Diagnose und Therapie von Knochenmetastasen

Krebs ist eine der häufigsten Krankheiten und stellt eine der wichtigsten medizinischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar. Eine frühzeitige Diagnose ist dabei essentiell für eine individuell angepasste Therapie zur Verbesserung der Lebensqualität und -erwartung der Patienten. Hierbei kommen der 68Ge/68Ga-Generator und das daraus resultierende PET-Nuklid 68Ga immer stärker in den Fokus von Wissenschaft und Medizin. rnrnFür eine erfolgreiche Therapie stellt die Chemoresistenz (Multi-Drug-Resistance) zahlreicher Tumore eine schwerwiegende Komplikation dar. Für das Therapieversagen ist die Aktivierung des Transportproteins p-Glykoprotein (pGP) maßgeblich mit verantwortlich. Mit Hilfe der Schiff’schen Base [68Ga]MFL6.MZ konnte die Aktivitätsänderung von pGP unter verschiedener Beeinflussung erstmals in vivo beobachtet werden. So zeigte sich, dass sich unter azidotischen Bedingungen in Tumoren die Aktivität des pGP erhöht und somit vermehrt auch Zytostatika, die pGP-Substrate sind, aus den Tumoren transportiert werden. Durch Aufklärung der Abhängigkeit der pGP-Aktivität von dessen Signalkaskade konnte gezeigt werden, dass durch eine Blockade der MAP-Kinase p38 eine Erniedrigung der pGP-Aktivität zu verzeichnen ist. Die ebenfalls in der Signalkaskade eingebundene MAP-Kinase ERK1/2 hingegen spielt hier nur eine untergeordnete Rolle.rnrnNeben dem Versagen der Chemotherapie stellt auch die Metastasierung eines Malignoms massive Einschnitte in die Lebensqualität von Erkrankten dar. Befallen die Metastasen das Skelett eines Menschen, wird dies zumeist erst spät registriert. 68Ga-markierte Bisphosphonate bieten nun die Möglichkeit, Patienten quantitativ auf Knochenmetastasen hin untersuchen zu können. So konnten zu Beginn einfache Phosphonate wie EDTMP und DOTP nicht die nötige in vivo Stabilität bzw. hohe radiochemische Ausbeuten liefern und sind damit für die Anwendung am Menschen uninteressant. Jedoch die DOTA-basierten Bisphosphonate allen voran der Ligand BPAMD zeigen ein großes Potential. In vivo-Versuche an Ratten mit Knochenmetastasen zeigten, dass sich [68Ga]BPAMD an den Metastasen anreichert und einen sehr guten Kontrast zum gesunden Knochen darstellt. Der Tracer konnte erstmals am Menschen angewendet werden und zeigte in ausgewählten Regionen eine höhere Anreicherung als eine zuvor durchgeführte PET-Aufnahme mit [18F]Fluorid. Der Ligand BPAMD bietet außerdem den Vorteil, neben 68Ga auch andere dreiwertige Radionuklide wie das therapeutische 177Lu komplexieren zu können. Durch Studien zur Komplexbildung und Stabilität konnte auch [177Lu]BPAMD in der klinischen Anwendung erprobt werden und zeigte eine Anreicherung an den Knochenmetastasen. So ist es nun möglich, Knochenmetastasen mittels 68Ga-PET zu diagnostizieren, eine entsprechende Dosisberechnung anzustellen und anschließend mit dem gleichen Liganden eine Therapie mit [177Lu]BPAMD durchzuführen.

Phosphonsäurehaltige polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe für Anwendungen in Brennstoffzellen

Die vorliegende Arbeit umfasst die Synthese und Charakterisierung phosphonsäurehaltiger, organischer Kristalle als ionenleitende Verbindungen in Brennstoffzellen-Anwendungen. Sie zielt dabei einerseits auf die Darstellung von protonenleitenden Polyphenylenverbindungen und deren Verwendung als Linker für den Aufbau protonenleitender Aluminium-Phosphonat-Netzwerke ab und behandelt andererseits die Einführung stark polarer Phosphonsäuregruppen in einen diskreten Nanographenkern sowie deren Einfluss auf die ionen- und elektronenleitenden Eigenschaften, um diese als gemischt-leitende Kompatibilisatoren an der isolierenden Elektrode/ Membran-Grenzfläche in einer Brennstoffzelle zu verwenden. Am Beispiel eines phosphonsäurefunktionalisierten, phenylenisch-expandierten Hexaphenylbenzols konnte ein solvothermisch stabiler Protonenleiter mit einer Selbstorganisation in kolumnare, supramolekulare Strukturen und hoher, temperaturunabhängiger Leitfähigkeit mit dominierendem Grotthuss-Anteil präsentiert werden. Durch einen Wechsel dieser 1D-radialen Phosphonsäureanordnung in der Molekülhülle hin zu 2D- und 3D-H2PO3-funktionalisierten, dendritischen Stäbchen- bzw. Kugelstrukturen konnte gezeigt werden, dass eine kolumnare Molekülanordnung jedoch kein notwendiges Kriterium für einen Grotthuss-artigen Protonentransport darstellt. Durch die mehrdimensionale Orientierung der Phosphonsäuren in der Außenhülle der Dendrimere garantieren die synthetisierten Strukturen hochaggregierte Phosphonsäurecluster, die als dichtes Säurekontinuum die eigentlichen protonenleitfähigen Kanäle darstellen und somit als entscheidendes Kriterium für das Auftreten eines Grotthuss-artigen Mechanismus definiert werden müssen. Eine signifikante Erhöhung der Leitfähigkeit konnte durch den Aufbau poröser, organisch-anorganischer Netzwerke (Al-HPB-NETs) über Komplexierung einer unterstöchiometrischen Menge an Aluminium-Kationen mit der Polyphosphonsäureverbindung Hexakis(p-phosphonatophenyl)benzol als Linkereinheit erfolgen, die anschließend mit kleinen intrinsischen Protonenleitern wie Phosphonsäure dotiert wurden. Diese dotierten Netzwerke wiesen außergewöhnliche Leitfähigkeit auf, da sie die σ-Werte des Referenzpolymers Nafion® bereits in einem Temperaturbereich oberhalb von 135°C übertrafen, aber gleichzeitig ein sehr gutes Säureretentionsverhalten von einem Gew.-% Säuredesorption über eine Immersionsdauer von 14 h gegenüber wässrigem Medium zeigten. Durch Mischen dieser Aluminiumphosphonate mit einer dotierten Polymermatrix wie PBI konnten synergistische Effekte durch zusätzliche attraktive H-Brückenbindungen zwischen molekular angebundener Phosphonsäure und mobiler H3PO4 an Hand eines signifikanten Leitfähigkeitsanstiegs für die resultierenden Membranen beobachtet werden. Die Protonenleitfähigkeit lag in diesen Materialien in dem gesamten untersuchten Temperaturbereich oberhalb von Nafion®. Durch das Einbringen der NETs in PBI konnte ebenfalls die Säureretention von PBI um etwa 9 % bei kurzen Immersionszeiten (bis 1 min) verbessert werden. Darüber hinaus wurde in der vorliegenden Arbeit die synthetische Kombination eines hydrophoben, elektronenleitenden Nanographenkerns mit einer, durch eine isolierende Peripherie getrennten, stark polaren, protonenleitenden Außenhülle realisiert. Am Beispiel von zwei phosphonsäurefunktionalisierten Triphenylenen, die sich in Länge und Planarität der gewählten Peripheriebausteine unterschieden, sollten polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe mit gemischt protonen- und elektronenleitenden Eigenschaften hergestellt werden, die über Impedanzspektroskopie und Vierpunktmessungen untersucht wurden. Da es sich bei der Anwendung solcher gemischtleitenden Verbindungen um grenz-flächenaktive Substanzen handelt, die das ohne verbesserte Anbindung bestehende Dielektrikum zwischen Elektrode und protonenleitender Membran überbrücken sollen, wurde die Untersuchung eines möglichen Elektronentransportes durch eine Molekülmonolage ebenfalls über kombinatorische STM- und STS-Technik durchgeführt.