Ziel dieser Arbeit ist es daher, bis jetzt unbekannte Gold-Alkin-Komplexe mit verschiedenen Gold-Substituenten zu synthetisieren und auch in Bezug auf ihre lumineszierenden Eigenschaften zu untersuchen und zu vergleichen.
Wie die Ergebnisse zeigen, ist die Synthese neuer Gold(I)-Alkin-Komplexe mit verschiedenen Gold-Substituenten gelungen. Die hergestellten Komplexe wurden weiterführend untersucht, um Erkenntnisse über ihre lumineszierenden Eigenschaften zu erhalten. Generell ist nur ein geringer Einfluss des Gold-Atoms bzw. der Gold-Verbindung auf die Fluoreszenz der Alkine festzustellen.
Das Gold-Atom wirkt einen starken Elektronenzug auf die unmittelbar benachbarten Atome aus. Dieser Effekt führt zu einer deutlichen Entschirmung der beiden an das Gold-Atom gebundenen Atome. Darüber hinaus führt die Substitution des Chlorids durch ein Alkin an den Gold-Verbindungen zur einer Verminderung der Elektronendichte am ersten Substituenten. Das Alkin als σ-Donor-Ligand begünstigt eine hohe Elektronendichte am Gold-Atom. Daraus resultiert im 13C-NMR-Spektrum die starke Verschiebung des Alkin-Kohlenstoffs im Benzothiadiazol um etwa 40 ppm auf ca. 140 ppm. Analog dazu wird der Carben-
Kohlenstoff im Mesitylimidazol um etwa 13 ppm auf ca. 190 ppm tieffeld-verschoben. Auch das Phosphor-Atom des Triphenylphosphin wird im 31P-NMR-Spektrum etwa 9 ppm auf ca. 42 ppm entschirmt.
Der Elektronenzug des Gold-Atoms ist räumlich begrenzt, da sich nur für die direkt gebundenen Atome eine deutliche Verringerung der Elektronendichte feststellen lässt. Aus der Röntgenstrukturanalyse ist ersichtlich, dass die lineare Konfiguration der Alkin-Gold-Einheit leicht verzerrt ist. Zudem sind die Gold-Kohlenstoff-Bindungen kürzer als durchschnittliche Gold-Kohlenstoff-Bindungen für ungesättigte Kohlenstoffe.
Inhaltsverzeichnis
A Liste der verwendeten Symbole und Abkürzungen
B Problemstellung und Zielsetzung
C Ergebnisse und Diskussion
1 Herstellung der Alkine
2 Metallierung der Alkine
3 Kupplung der Alkine mit Sacchariden (Click-Reaktion)
4 Ausblick
D Fazit
E Experimenteller Teil
Vorbemerkungen
1 Herstellung der Alkine
1.1 Synthese der Boranile
1.1.1 Iminkondensation – Imin 3
1.1.2 Darstellung des Fluor-Boranils
1.1.2.1 Einführung der Borgruppe – Fluor-Boranil 4
1.1.2.2 Sonogashira-Kreuzkupplung – Fluor-Boranil-Alkin 6
1.1.3 Darstellung des Phenyl-Boranils
1.1.3.1 Einführung der Borgruppe – Phenyl-Boranil 4b
1.2 Synthese der „Benzochalkogenadiazole“
1.2.1 Synthese des Benzothiadiazols
1.2.1.1 Sonogashira-Kreuzkupplung – Benzothiadiazol-Alkin 9
1.2.2 Synthese des Benzoselenadiazols
1.2.2.1 Bromierung – 4,7-Dibrom-2,1,3-benzoselenadiazol 8b
2 Metallierung der Alkine (Fluor-Boranil u. Benzothiadiazol)
2.1 Synthese der Gold-Verbindungen
2.1.1 Herstellung des Gold-Diisopropylbenzimidazols 11
2.1.2 Herstellung des Gold-2,6-Dimethylphenylisonitrils 13
2.2 Reaktion mit Gold-Verbindungen
2.2.1 Triphenylphosphingoldchlorid – Verbindungen 15 und 16
2.2.2 Dimesitylimidazolgoldchlorid – Verbindungen 18 und 19
2.2.3 Diisopropylbenzimidazolgoldchlorid – Verbindungen 20 und 21
2.2.4 Dimethylphenylisonitrilgoldchlorid – Verbindungen 22 und 23
3 Kupplung der Alkine mit Sacchariden (Click-Reaktion)
3.1 Synthese der Saccharid-Azide
3.1.1 Herstellung von Acetomaltoseazid
3.1.1.1 Azidierung – Acetomaltoseazid 25
3.1.2 Herstellung von Acetoglucoseazid
3.1.2.1 Acetylierung und Bromierung – Acetobromglucose 27
3.1.2.2 Azidierung – Acetoglucoseazid 28
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese neuer Gold(I)-Alkin-Komplexe, um deren lumineszierende Eigenschaften in Abhängigkeit von unterschiedlichen Gold-Substituenten zu untersuchen und zu vergleichen.
- Synthese und Charakterisierung lumineszierender Alkin-Liganden (Boranile und Benzochalkogenadiazole).
- Metallierung dieser Liganden mit verschiedenen Gold(I)-Verbindungen (Phosphine, NHCs, Isonitrile).
- Untersuchung der photophysikalischen Eigenschaften der synthetisierten Gold-Alkin-Komplexe mittels UV/Vis- und Lumineszenzspektroskopie.
- Versuche zur Anbindung der Alkine an Saccharide mittels Click-Chemie.
- Strukturanalyse der Gold-Alkin-Komplexe mittels Röntgenkristallographie.
Auszug aus dem Buch
C Ergebnisse und Diskussion
Im ersten Teil dieser Bachelor-Arbeit wurden Alkin-Liganden für die späteren Kupplungsreaktionen mit verschiedenen Gold-Verbindungen unter Beachtung bekannter Literaturvorschriften synthetisiert.
Die Herstellung der Alkin-Liganden Boranil 6 und Benzothiadiazol 9 gelang entsprechend der Literatur in guten Ausbeuten (Abb. C-1).
Die Herstellung des Boranils 6 erfolgt nach einer dreistufigen Synthese in Anlehnung an Frath et al.[3] (Abb. C-2).
Zusammenfassung der Kapitel
A Liste der verwendeten Symbole und Abkürzungen: Verzeichnis der in der Arbeit verwendeten Fachbegriffe, Maßeinheiten und chemischen Kürzel.
B Problemstellung und Zielsetzung: Einleitung in die Thematik der Gold-Alkin-Verbindungen sowie Definition der Ziele der Arbeit hinsichtlich der Synthese und lumineszierenden Untersuchung.
C Ergebnisse und Diskussion: Detaillierte Darstellung der Synthesewege für die Alkine und der Metallierungsreaktionen mit Gold, ergänzt durch eine umfassende spektroskopische und photophysikalische Diskussion.
D Fazit: Zusammenfassende Bewertung der erreichten Syntheseziele und der elektronischen Auswirkungen der Goldkomplexierung auf die Alkin-Liganden.
E Experimenteller Teil: Dokumentation der verwendeten Chemikalien, Geräte und der detaillierten Versuchsvorschriften zur Herstellung aller beschriebenen Verbindungen.
Schlüsselwörter
Gold-Alkin-Komplexe, Lumineszenz, Boranil, Benzothiadiazol, Sonogashira-Kreuzkupplung, Gold-NHC, Isonitrilgold, Photophysik, NMR-Spektroskopie, Click-Chemie, Saccharid-Azide, Koordinationschemie, Quantenausbeute, Fluoreszenz, Röntgenstrukturanalyse.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelor-Thesis?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese von Gold(I)-Alkin-Komplexen und der Untersuchung ihrer lumineszierenden Eigenschaften.
Welche Themenfelder werden zentral behandelt?
Die Arbeit deckt die organische Synthese von Alkin-Liganden, deren Metallierung mit verschiedenen Gold(I)-Clustern und die anschließende photophysikalische Charakterisierung ab.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, unbekannte Gold-Alkin-Komplexe mit unterschiedlichen Substituenten am Gold-Atom zu synthetisieren, um deren chemische Struktur und lumineszierendes Potenzial zu vergleichen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt primär zum Einsatz?
Es kommen Standardmethoden der präparativen organischen und metallorganischen Chemie zur Anwendung, ergänzt durch moderne Analytik wie NMR-Spektroskopie, UV/Vis-Spektroskopie und Röntgenkristallographie.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden zunächst die Synthesen der Liganden (Boranile und Benzothiadiazole) beschrieben, gefolgt von der erfolgreichen Metallierung und der Diskussion der physikalischen Eigenschaften.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Werk?
Gold-Alkin-Komplexe, Lumineszenz, Boranil, NHC-Goldverbindungen und photophysikalische Charakterisierung sind die zentralen Aspekte.
Warum war die Click-Reaktion mit Sacchariden nicht erfolgreich?
Die Arbeit dokumentiert, dass bei den durchgeführten Versuchen Zerfallsprodukte auftraten und die Reaktion nicht vollständig ablief, was eine Isolierung der gewünschten Produkte erschwerte.
Welchen Einfluss hat das Gold-Atom auf das Alkin?
Es zeigt sich ein räumlich begrenzter, stark elektronenziehender Effekt des Gold-Atoms auf direkt benachbarte Atome, was im NMR-Spektrum durch signifikante Verschiebungen belegt wird.
- Quote paper
- Arik Möller (Author), 2012, Lumineszierende Goldalkine. Untersuchung von Gold-Substituenten in Bezug auf ihre lumineszierenden Eigenschaften, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/459883
