Design photoschaltbarer Organokatalysatoren, deren Immobilisierung und Anwendung auf chemische Oberflächenstrukturierung

Die Verknüpfung von Photochromie mit molekularen Eigenschaftsänderungen verspricht die externe optische Kontrolle von chemischer Funktion mit hoher zeitlicher und örtlicher Auflösung. Im Zentrum des beantragten Projektes steht die Entwicklung photoschaltbarer Katalysatoren, die über zwei optisch individuell adressierbare Schaltzustände mit stark unterschiedlicher katalytischer Aktivität verfügen. Hierbei sollen speziell die großen geometrischen Veränderungen während der E®Z-Isomerisierung eines Azobenzolphotochroms genutzt werden, um ein abgeschirmtes, nukleophiles bzw. basisches Zentrum gezielt zu entschirmen und das Molekül somit in den katalytisch aktiveren Schaltzustand zu überführen. Nach Etablieren der photoschaltbaren Katalysatoren auf Basis tertiärer Amine bzw. N-heterocyclischer Carbene in Lösung sollen diese an Substratoberflächen immobilisiert werden und hinsichtlich Ihres Potentials für eine chemische Strukturierung untersucht werden. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms Organokatalyse (SPP 1179) möchte das Projekt besonders den dritten Schwerpunktbereich Anwendungen durch eine neue vielversprechende Methode bereichern, die neben der Immobilisierung des Organokatalysators auch die externe Kontrolle über seine Aktivität mittels Licht ermöglicht.
Die Verknüpfung von Photochromie mit molekularen Eigenschaftsänderungen verspricht die externe optische Kontrolle von chemischer Funktion mit hoher zeitlicher und örtlicher Auflösung. Im Zentrum des beantragten Projektes steht die Entwicklung photoschaltbarer Katalysatoren, die über zwei optisch individuell adressierbare Schaltzustände mit stark unterschiedlicher katalytischer Aktivität verfügen. Hierbei sollen speziell die großen geometrischen Veränderungen während der E®Z-Isomerisierung eines Azobenzolphotochroms genutzt werden, um ein abgeschirmtes, nukleophiles bzw. basisches Zentrum gezielt zu entschirmen und das Molekül somit in den katalytisch aktiveren Schaltzustand zu überführen. Nach Etablieren der photoschaltbaren Katalysatoren auf Basis tertiärer Amine bzw. N-heterocyclischer Carbene in Lösung sollen diese an Substratoberflächen immobilisiert werden und hinsichtlich Ihres Potentials für eine chemische Strukturierung untersucht werden. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms Organokatalyse (SPP 1179) möchte das Projekt besonders den dritten Schwerpunktbereich Anwendungen durch eine neue vielversprechende Methode bereichern, die neben der Immobilisierung des Organokatalysators auch die externe Kontrolle über seine Aktivität mittels Licht ermöglicht.