Nonconjugated Carbazoles: A Series of Novel Host Materials for Highly Efficient Blue Electrophosphorescent OLEDs

A series of carbazole derivatives was synthesized and their electrical and photophysical properties were investigated. It is shown that the triplet energy levels of these hosts are higher than that of the most popular blue phosphorescent material iridium(III) bis[(4,6-difluorophenyl)pyridinato-N,C-2'] picolinate (FIrpic) and the most extensively used phosphorescent host material 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (CBP). These new host materials also showed good thermal stability and high glass transition temperatures (T-g) ranging from 78 to 115 degrees C as the linkage group between the carbazoles was altered. Photophysical measurements indicate that the energy transfer between these new hosts and FIrpic is more efficient than that between CBP and FIrpic. Devices incorporating these novel carbazole derivatives as the host material doped with FIrpic were fabricated with the configurations of ITO/NPB (40 nm)/host:FIrpic (30 nm)/BCP (15 nm)/AlQ (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (150 nm). High efficiencies (up to 13.4 cd/A) have been obtained when 1,4-bis (4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)cyclohexane (CBPCH) and bis(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl) ether (CBPE) were used as the host, respectively.

New carbazole-based copolymers as amorphous hole-transporting materials for multilayer light-emitting diodes

New carbazole-based copolymers, which contain various concentrations of 9-alkyl-3, 6-carbazole fragments in the main chain connected via alkylene spacers, have been synthesized by Ni(0)-catalyzed Yamamoto-type aryl-aryl coupling reactions. Full characterization of the copolymer structure by NMR spectroscopy and elemental analysis is presented. These compounds represent amorphous materials of high thermal stability with glass transition temperatures of 151-162 degrees C and thermal decomposition starting at temperatures > 390 degrees C. UV-Vis absorption and photoluminescence emission of the copolymers confirmed that the effectively conjugated segment in the 3,6-linked carbazole-type copolymers is limited to dyads (dimeric units). However, copolymers with varying concentrations of the oligocarbazole chromophores demonstrate different charge injection and transport properties in multilayer light-emitting diodes with the copolymers as the hole transport and Alq(3) as the electroluminescent/electron transport layer. The device based on a copolymer composed of oligocarbazole blocks with an average length of around four carbazoles exhibited the best overall performance with a turn-on voltage of 3.5 V, a maximal photometric efficiency of 4.1 cd center dot A(-1) and maximum brightness of about 4 200 cd center dot m(-2).

Design, synthesis and development of novel indolocarbazole derivatives as potential anti-cancer agents

This thesis describes work carried out on the design of new routes to a range of bisindolylmaleimide and indolo[2,3-a]carbazole analogs, and investigation of their potential as successful anti-cancer agents. Following initial investigation of classical routes to indolo[2,3-a]pyrrolo[3,4-c]carbazole aglycons, a new strategy employing base-mediated condensation of thiourea and guanidine with a bisindolyl β-ketoester intermediate afforded novel 5,6-bisindolylpyrimidin-4(3H)-ones in moderate yields. Chemical diversity within this H-bonding scaffold was then studied by substitution with a panel of biologically relevant electrophiles, and by reductive desulfurisation. Optimisation of difficult heterogeneous literature conditions for oxidative desulfurisation of thiouracils was also accomplished, enabling a mild route to a novel 5,6-bisindolyluracil pharmacophore to be developed within this work. The oxidative cyclisation of selected acyclic bisindolyl systems to form a new planar class of indolo[2,3-a]pyrimido[5,4-c]carbazoles was also investigated. Successful conditions for this transformation, as well as the limitations currently prevailing for this approach are discussed. Synthesis of 3,4-bisindolyl-5-aminopyrazole as a potential isostere of bisindolylmaleimide agents was encountered, along with a comprehensive derivatisation study, in order to probe the chemical space for potential protein backbone H-bonding interactions. Synthesis of a related 3,4-arylindolyl-5-aminopyrazole series was also undertaken, based on identification of potent kinase inhibition within a closely related heterocyclic template. Following synthesis of approximately 50 novel compounds with a diversity of H-bonding enzyme-interacting potential within these classes, biological studies confirmed that significant topo II inhibition was present for 9 lead compounds, in previously unseen pyrazolo[1,5-a]pyrimidine, indolo[2,3-c]carbazole and branched S,N-disubstituted thiouracil derivative series. NCI-60 cancer cell line growth inhibition data for 6 representative compounds also revealed interesting selectivity differences between each compound class, while a new pyrimido[5,4-c]carbazole agent strongly inhibited cancer cell division at 10 µM, with appreciable cytotoxic activity observed across several tumour types.

The neuropeptide pituitary adenylate cyclase activating protein stimulates human monocytes by transactivation of the Trk/NGF pathway.

Transactivation is a process whereby stimulation of G-protein-coupled receptors (GPCR) activates signaling from receptors tyrosine kinase (RTK). In neuronal cells, the neuropeptide pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) acting through the GPCR VPAC-1 exerts trophic effects by transactivating the RTK TrkA receptor for the nerve growth factor (NGF). Both PACAP and NGF have pro-inflammatory activities on monocytes. We have tested the possibility that in monocytes, PACAP, as reported in neuronal cells, uses NGF/TrkA signaling pathway. In these cells, PACAP increases TrkA tyrosine phosphorylations through a PI-3kinase dependent but phospholipase C independent pathway. K252a, an inhibitor of TrkA decreases PACAP-induced Akt and ERK phosphorylation and calcium mobilisation resulting in decreases in intracellular H2O2 production and membrane upregulation of CD11b expression, both functions being inhibited after anti-NGF or anti-TrkA antibody treatment. K252a also inhibits PACAP-associated NF-KB activity. Monocytes increase in NGF production is seen after micromolar PACAP exposure while nanomolar treatment which desensitizes cells to high dose of PACAP prevents PACAP-induced TrkA phosphorylation, H2O2 production and CD11b expression. Finally, NGF-dependent ERK activation and H2O2 production is pertussis toxin sensitive. Altogether these data indicate that in PACAP-activated monocytes some pro-inflammatory activities occur through transactivation mechanisms involving VPAC-1, NGF and TrkA-associated tyrosine kinase activity.

The energetics of tetrahydrocarbazole aromatization over Pd(111): A computational analysis

The carbazole moiety is a component of many important pharmaceuticals including anticancer and anti-HIV agents and is commonly utilized in the production of modern polymeric materials with novel photophysical and electronic properties. Simple carbazoles are generally produced via the aromatization of the respective tetrahydrocarbazole (THCZ). In this work, density functional theory calculations are used to model the reaction pathway of tetrahydrocarbazole aromatization over Pd(111). The geometry of each of the intermediate surface species has been determined and how each structure interacts with the metal surface addressed. The reaction energies and barriers of each of the elementary surface reactions have also been calculated, and a detailed analysis of the energetic trends performed. Our calculations have shown that the surface intermediates remain fixed to the surface via the aromatic ring in a manner similar to that of THCZ. Moreover, the aliphatic ring becomes progressively more planer with the dissociation of each subsequent hydrogen atom. Analysis of the reaction energy profile has revealed that the trend in reaction barriers is determined by the two factors: (i) the strength of the dissociating ring-H bond and (ii) the subsequent gain in energy due to the geometric relaxation of the aliphatic ring. (c) 2008 American Institute of Physics.

Selective induction of apoptosis by the pyrrolo-1,5-benzoxazepine 7-[[dimethylcarbamoyl]oxy]-6-(2-naphthyl)pyrrolo-[2,1-d] (1,5)-benzoxazepine (PBOX-6) in Leukemia cells occurs via the c-Jun NH2-terminal kinase-dependent phosphorylation and inactivation of Bcl-2 and Bcl-XL

Overexpression of the Bcl-2 proto-oncogene in tumor cells confers resistance against chemotherapeutic drugs. In this study, we describe how the novel pyrrolo-1,5-benzoxazepine compound 7-[[dimethylcarbamoyl]oxy]-6-(2-naphthyl)pyrrolo-[2,1-d] (1,5)-benzoxazepine (PBOX-6) selectively induces apoptosis in Bcl-2-overexpressing cancer cells, whereas it shows no cytotoxic effect on normal peripheral blood mononuclear cells. PBOX-6 overcomes Bcl-2-mediated resistance to apoptosis in chronic myelogenous leukemia (CML) K562 cells by the time- and dose-dependent phosphorylation and inactivation of antiapoptotic Bcl-2 family members Bcl-2 and Bcl-XL. PBOX-6 also induces Bcl-2 phosphorylation and apoptosis in wild-type T leukemia CEM cells and cells overexpressing Bcl-2. This is in contrast to chemotherapeutic agents such as etoposide, actinomycin D, and ultraviolet irradiation, whereby overexpression of Bcl-2 confers resistance against apoptosis. In addition, PBOX-6 induces Bcl-2 phosphorylation and apoptosis in wild-type Jurkat acute lymphoblastic leukemia cells and cells overexpressing Bcl-2. However, Jurkat cells containing a Bcl-2 triple mutant, whereby the principal Bcl-2 phosphorylation sites are mutated to alanine, demonstrate resistance against Bcl-2 phosphorylation and apoptosis. PBOX-6 also induces the early and transient activation of c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) in CEM cells. Inhibition of JNK activity prevents Bcl-2 phosphorylation and apoptosis, implicating JNK in the upstream signaling pathway leading to Bcl-2 phosphorylation. Collectively, these findings identify Bcl-2 phosphorylation and inactivation as a critical step in the apoptotic pathway induced by PBOX-6 and highlight its potential as an effective antileukemic agent.

Réaction de photocyclodéshydrogénation par catalyse photorédox

Cette thèse présente une nouvelle méthode pour accomplir la réaction de Mallory en utilisant la lumière visible. Pour atteindre ce but, la chimie photorédox qui s'est développée ces dernières années permettra une utilisation efficace de la lumière visible. De plus, la chimie en flux continu sera utilisé afin d'augmenter la surface irradiée du mélange réactionnel. Au cours de ces travaux, une nouvelle méthodologie photochimique utilisant un photocatalyseur de cuivre avec la lumière visible a été efficace pour la synthèse du 5hélicène. Un mécanisme de désactivation oxydante est proposé pour cette réaction. Par ailleurs, cette nouvelle méthodologie a été utilisée pour la synthèse d'un dérivé du 5hélicène et d'un 4hélicène-pyrène hybride. Par la suite, la méthodologie photochimique utilisant un photocatalyseur de cuivre avec la lumière visible a servi à la synthèse de divers carbazoles substitués au niveau de l'azote par des groupements aryles et alkyles. Au cours de cette synthèse, la réaction a révélé un problème de régiosélectivité. Ce dernier a été étudié par la synthèse de nouvelles triarylamines. Finalement, il a été découvert que l'utilisation d'un photocatalyseur de fer peut remplacer le photocatalyseur de cuivre en utilisant l'oxygène comme oxydant pour la synthèse de 9-phénylcarbazole.

Evaluation of adverse effects of long-term oral administration of carprofen, etodolac, flunixin meglumine, ketoprofen, and meloxicam in dogs

Objective - To evaluate adverse effects of long-term oral administration of carprofen, etodolac, flunixin meglumine, ketoprofen, and meloxicam in dogs. Animals - 36 adult dogs. Procedures - Values for CBC, urinalysis, serum biochemical urinalyses, and occult blood in feces were investigated before and 7, 30, 60, and 90 days after daily oral administration (n = 6 dogs/group) of lactose (1 mg/kg, control treatment), etodolac (15 mg/kg), meloxicam (0.1 mg/kg), carprofen (4 mg/kg), and ketoprofen (2 mg/kg for 4 days, followed by 1 mg/kg daily thereafter) or flunixin (1 mg/kg for 3 days, with 4-day intervals). Gastroscopy was performed before and after the end of treatment. Results - For serum γ-glutamyltransferase activity, values were significantly increased at day 30 in dogs treated with lactose, etodolac, and meloxicam within groups. Bleeding time was significantly increased in dogs treated with carprofen at 30 and 90 days, compared with baseline. At 7 days, bleeding time was significantly longer in dogs treated with meloxicam, ketoprofen, and flunixin, compared with control dogs. Clotting time increased significantly in all groups except those treated with etodolac. At day 90, clotting time was significantly shorter in flunixin-treated dogs, compared with lactose-treated dogs. Gastric lesions were detected in all dogs treated with etodolac, ketoprofen, and flunixin, and 1 of 6 treated with carprofen. Conclusions and Clinical Relevance - Carprofen induced the lowest frequency of gastrointestinal adverse effects, followed by meloxicam. Monitoring for adverse effects should be considered when nonsteroidal anti-inflammatory drugs are used to treat dogs with chronic pain.

Synthese und Charakterisierung neuer funktionalisierter Mono- und Bis-tetrahydropyrrolo[3,4-b]carbazole als potentielle DNA-Liganden

Synthese und Charakterisierung neuer funktionalisierter Mono- und Bis-tetrahydro-pyrrolo[3,4-b]carbazole als potentielle DNA-Liganden In der Carbazol-Chemie sollen neue anellierte Verbindungen mit potentieller DNA-Affinität und damit verbundener Antitumoraktivität entwickelt werden. Auf molekularer Ebene sind DNA-Interkalation oder DNA-Rinnenbindung zu erwarten. Darauf aufbauend wurden in Anlehnung an literaturbekannte Cytostatika Mono- und Bis-tetrahydropyrrolo[3,4-b]carbazole synthetisiert, die zur Entwicklung neuer Leitstrukturen bzw. -substanzen beitragen können.In der vorliegenden Arbeit wurde als synthetische Schlüsselreaktion die in unserem Arbeitkreis etablierte Indol-2,3-chinodimethan-Diels-Alder-Reaktion mit geeigneten cyclischen Mono- und Bismaleinimiden als Dienophilen weiterführend genutzt. Auf Grund des Aufbaus von künftigen Struktur-Wirkungsbeziehungen wurden variable Linker zwischen die beiden zu verbindenden Pyrrolotetrahydrocarbazole eingeführt. Diese waren aliphatischer und diamidischer Natur. Diamidische Strukturelemente wurden im Hinblick auf die Entwicklung neuer Peptidomimetika eingeführt. Deren Synthese gelang zum einen über die gemischte Säureanhydrid-Methode und zum anderen über die Azolid-Methode. Die Struktursicherung der als Cycloaddukte erhaltenen Tetrahydrocarbazole erfolgte mittels Standardverfahren (1D-, 2D-NMR-, IR-Spektroskopie und Massenspektrometrie).Enantiomere bzw. Diastereomere chiraler Wirkstoffe unterscheiden sich stark in ihren pharmakologischen Eigenschaften, deshalb müssen Verfahren entwickelt werden, um diese Substanzen gegebenenfalls auch in enantiomerenreiner Form darstellen zu können. Die Racemate der Monotetrahydrocarbazole und die Racemate sowie die dazu diastereomeren meso-Formen der Bistetrahydrocarbazole, die bei der Reaktion entstehen, konnten erstmals mittels chiraler HPLC analytisch getrennt werden.In einer der Synthese ergänzten theoretischen Studie wurde Computer-Molecular-Modelling zur Problematik der Diels-Alder-Reaktion durchgeführt, außerdem wurden kraftfeld-mechanische Berechnungen zur Konformationsanalyse der 'einfachen' Monotetrahydro-carbazole herangezogen und darauf aufbauend schließlich einfache DNA-Docking-Experimente zur ersten Abschätzung des DNA-Binde-Verhaltens der synthetisierten Verbindungen vorgenommen.

2,3-Divinyl- und 2-Aryl-3-vinylindole als Bausteine zu Carbazolen und Versuche zur photochemischen und Ultraschall-induzierten 1,6-Elektrocyclisierung

Es wurden neue funktionalisierte Carbazole und anellierte Benzo[a]carbazole als potentielle pharmakologische Therapeutika durch 1,6-pi-Elektrocyclisierung auf photo-chemischem, thermischem und sonochemischem Weg synthetisiert und die Synthesemethoden der 1,6-pi-Elektrocyclisierung sowie der 2,3-Divinylindole und der 2-Aryl-3-vinylindole als entsprechende Ausgangsprodukte validiert und evaluiert. Es gelang weder das nach den Woodward-Hoffmann-Regeln erwartete primäre Cyclisierungsprodukt mit Indolochinodimethanstruktur noch die Existenz des in einer photochemischen Abfangreaktion daraus resultierenden Cycloprodukts NMR-spektroskopisch nachzuweisen, um den stereochemischen Verlauf der Cyclisierung vorherzusagen. Ergebnisse der quantenchemischen Berechnungen der Eduktmoleküle (AO-Koeffizienten der MO's, HOMO/LUMO-Energien) sowie der Übergangszustandsgeometrien der Cyclisierungen decken sich mit den experimentellen Daten. Divinyl- und 2-Aryl-3-vinylindole sind als Systeme mit Hexatriensymmetrie aufzufassen, deren Cyclisierungsverhalten sich mit den Woodward-Hoffmann-Regeln beschreiben läßt. Im Vergleich der verschiedenen 1,6-pi-Elektrocyclisierungsmethoden zeigte sich, daß die photochemische Variante eine elegante Synthesemethode darstellt, um funktionalisierte Carbazole und Benzo[a]carbazole mit unterschiedlichen pharmakologischen Aktivitäten unter schonenden Reaktionsbedingungen mit den vergleichbar höchsten Ausbeuten zu erhalten. Demgegenüber lieferten die Ultraschallreaktionen keine nachweisbaren Cyclisierungsprodukte. Die thermische Cyclisierung führte zur Gruppe der 1,2-Dihydrocarbazole. Sie bildeten sich in einer Folgereaktion durch [1,5s]-H-Verschiebung aus dem primär entstandenen Woodward-Hoffmann-Cyclisierungsprodukt. In abschließenden DNA-Bindestudien mit verschiedenen Testsystemen zeigte keine der synthetisierten Testsubstanzen DNA-Bindungsaktivität.

Entwicklung neuartiger stickstoffreicher Polyphenylene

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Darstellung und elektronische Anwendungsmöglichkeiten von neuartigen stickstoff- und damit elektronenreichen Poly(para-phenylenen) untersucht. Der Teilbereich „Polycarbazole“ befasst sich mit der Synthese von konjugierten (Stufen)leiterpolymeren auf der Basis von Carbazol. Dazu wurde ein neuer und effizienter Syntheseweg zur Gewinnung von 2,7-Dibromcarbazol entwickelt. Durch die weitere Funktionalisierung von 2,7-Dibromcarbazol gelang es, elektronenreiche Leiterpolymere zu gewinnen, die eine grüne Emissionsfarbe aufwiesen. Mit der Verwendung von R = 2-Decyltetradecyl als löslichkeitsfördernder Seitenkette in einem Poly(2,7-carbazol) konnte erstmals ein hochmolekulares Polycarbazol gewonnen werden. Dieses gut lösliche Poly(2,7-carbazol) erwies sich als ein exzellentes Donatormaterial in Solarzellen, welches in Kombination mit dem Farbstoff PDI eine effiziente Solarzelle ergab. Eine OLED mit einem neuartigen arylierten Polycarbazol als Emittermaterial zeigte eine sehr niedrige Turn-on-Spannung und eine intensive blaue EL-Emission. Das Kapitel über imidazolhaltige Poly(para-phenylene) und Discoten stellt die Darstellung von planarisierten Bisimidazolen vor, welche in hohen Ausbeuten durch eine intramolekulare Buchwald-Reaktion zwischen den Imidazolringen und der zentralen Terphenyleinheit durchgeführte wurde. Die dreistufige Darstellung der Discoten aus einem Terephthalaldehyd-Derivat und einem Benzil erlaubt eine einfache sowie variable Einführung von löslichkeitsfördernden Alkylsubstituenten. Auf diese Weise ist der Zugang zu einer völlig neuartigen Klasse an discotischen Materialien möglich, die eine Kombination aus Discoten auf der Basis von Benzolringen (wie z.B. HBC) mit Heteroaromaten darstellen. Die gewonnenen scheibenförmigen Bisimidazole wiesen dementsprechend auf Selbstanordnung zurückzuführende kolumnare Anordnungen und hexagonale Überstrukturen auf. Im dritten Themengebiet wird der Einbau eines Phthalimidchromophors direkt in das Rückgrad von Polyanilin vorgestellt. Da jegliche Veränderung des Oxidationsgrades zu einer unterschiedlichen Donatorfähigkeit des Polyanilinhauptkette führt, variiert in Abhängigkeit davon das Absorptionsverhalten des eingebauten Farbstoffes. Durch die Einführung des Phthalimidchromophores war es zudem möglich, ein leitfähiges Polymer zu erhalten, das im Gegensatz zum nicht-fluoreszierenden Polyanilin eine intensive gelbe Fluoreszenz (lmax = 547 nm) aufweist.

Untersuchung der DNA-bindenden Eigenschaften neuer Nukleobasen-gekoppelter Pyrrolcarboxamide, Combilexine und Hetaren[a]carbazol-Derivate: Validierung und Etablierung von in-vitro- und in-silico-Methoden

Da maligne Neoplasien durch Mutationen in Proto-Onko- und/oder Tumorsuppressorgenen ausgelöst werden, stellt die DNA eines der wichtigsten Targets für die Entwicklung neuer Zytostatika dar. Auch bei den im Arbeitskreis Pindur designten und synthetisier-ten Verbindungen der Nukleobasen-gekoppelten Pyrrolcarboxamid-, der Hetaren[a]carbazol- und der Combilexin-Reihe handelt es sich um DNA-Liganden mit potentiell antitumoraktiven Eigenschaf-ten. Die einen dualen Bindemodus aufweisenden Combilexine bestehen aus einem Interkalator (u. a. Naphthalimid, Acridon), der über einen Linker variabler Kettenlänge mit einer rinnenbin-denden, von Netropsin abgeleiteten Bispyrrol-, oder einer bioisosteren Imidazol-, Thiazol- oder Thiophen-pyrrolcarboxamid-struktur verknüpft ist. Das N-terminale Ende der Combilexine wird von einer N,N-Dimethylaminopropyl- oder -ethyl-Seitenkette gebildet. Die DNA-Affinitäten der Liganden wurden mittels Tm-Wert-Messung-en bestimmt. Diese Denaturierungsexperimente wurden sowohl mit poly(dAdT)2- als auch mit Thymus-DNA (~42% GC-Anteil) durchge-führt, um Aussagen zur Stärke und zur Sequenzselektivität der DNA-Bindung machen zu können. Des Weiteren wurden die Bindekon-stanten einiger ausgewählter Vertreter mit Hilfe des Ethidium-bromid-Verdrängungsassays ermittelt; einige Testverbindungen wurden zudem auf potentiell vorhandene, TOPO I-inhibierende Eigenschaften untersucht. Diese biochemischen und biophysika-lischen Tests wurden durch Molecular Modelling-Studien ergänzt, die die Berechnung von molekularen Eigenschaften, die Durch-führung von Konformerenanalysen und die Simulation von DNA-Ligand-Komplexen (Docking) umfassten. Durch Korrelation der in vitro-Befunde mit den in silico-Daten gelang es, vor allem für die Substanzklasse der Combilexine einige richtungweisende Struktur-Wirkungsbeziehungen aufzustellen. So konnte gezeigt werden, dass die Einführung eines Imidazol-Rings in die rinnen-bindende Hetaren-pyrrolcarboxamid-Struktur der Combilexine aufgrund der H-Brücken-Akzeptor-Funktion des sp2-hybridisierten N-Atoms eine Verschiebung der Sequenzselektivität der DNA-Bindung von AT- zu GC-reichen Arealen der DNA bedingt. Zudem erwies sich ein C3-Linker für die Verknüpfung des Naphthalimids mit dem rinnenbindenden Strukturelement als am besten geeignet, während bei den Acridon-Derivaten die Verbindungen mit einem N-terminalen Buttersäure-Linker die höchste DNA-Affinität aufwiesen. Dies ist sehr wahrscheinlich auf die im Vergleich zum Naphthalimid-Molekül geringere y-Achsen-Ausdehnung (bzgl. eines x/y-Koordinatensystems) des Acridons zurückzuführen. Die ermittelten Struktur-Wirkungsbeziehungen können dazu herangezogen werden, das rationale Design neuer DNA-Liganden mit potentiell stärkerer DNA-Bindung zu optimieren.

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.

From carbazole-containing and pi-expanded triangular trinuclear porphyrinoids

Zusammenfassung:rnDie vorliegende Arbeit beschreibt das Design und die Synthese neuartiger Porphyrinoide anhand der Modifikation und der π-Systemausdehnung an der Peripherie des Porphyrin-Gerüsts. Die Darstellung künstlicher Porphyrine ist von Interesse, da neue physiko-chemischen Eigenschaften erhalten und untersucht werden können. Die in dieser Arbeit vorgestellten Porphyrinoide wurden mit Hilfe von modernen Synthesemethoden wie den metallkatalysierten Kreuzkupplungen und somit durch Aryl-Aryl Verknüpfungen aufgebaut.rnDer erste Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Modifikation des Porphyrin-Gerüsts. Porphyrine bestehen aus jeweils zwei Pyrrol- und Pyrrolenin-Einheiten, welche systematisch ausgetauscht wurden. Die Pyrrol-Einheiten wurden durch Carbazol ersetzt, das sich formal vom Pyrrol durch Anfügen von zwei Benzogruppen ableitet und deshalb besonders gut geeignet ist. Die Pyrrolenin-Einheiten wurden aus folgenden Gründen durch andere Heterozyklen wie Pyridin, Pyrrol oder Triazol ersetzt: rn* Nachbildung des stabilen Porphyrin trans-NH-Tautomers (Carbazol und Pyridin)rn* Nachbildung von (NH)4-Liganden wie Calix[4]pyrrol (Carbazol und Pyrrol)rn* Vereinigung von N-H und C-H Wasserstoffbrücken-Donor-Einheiten in einem Makrozyklus (Carbazol und Triazol)rnDie Synthese eines drei-Zentren Porphyrinoids mit ausgedehntem π-System wird im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit beschrieben. Dieses Thema basiert auf der aktuellen Entwicklung von nicht-Edelmetall basierten Katalysatoren für die Reduktion von Sauerstoff. Hier werden derzeit N4 makrozyklische Metallkomplexe, die mehrere katalytisch aktive Stellen aufweisen, untersucht. In diesem Zusammenhang, hat die Gruppe von Prof. Müllen einen neuartigen drei-Zentren-Komplex entwickelt. Ausgehend von diesen Erkenntnissen, dient diese Arbeit zur Verbesserung der katalytischen Aktivität des drei-Zentren-Komplex durch die Variation von verschieden Substituenten. Hierbei wurden zwei wesentliche Konzepte verfolgt:rn* Vernetzung durch die Bildung von Netzwerken oder durch Pyrolyse in der Mesophasern* Verbesserung des Katalysator-Trägermaterial-KontaktsrnNeben den Synthesen wurden die Eigenschaften und möglichen Anwendungen dieser neuartigen Materialen untersucht, wie z.B. als Liganden für Übergangsmetalle, als Anionenrezeptoren oder als Elektrokatalysatoren für die Reduktion von Sauerstoff. rn