Universiẗat, Diss., 2003--Marburg.

Universiẗat, Disss., 2002--Köln.

Universiẗat, Diss., 2002--Dortmund.

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Berlin.

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Braunschweig.

The aim of this work was the selective functionalisation of tribenzotriquinacene (TBTQ) in order to extend the aromatic system and tune the electronic properties. The synthesised molecules could be starting materials for a model system of a defective graphene fragment. The “triple cyclisation pathway” by Hopf et al. was adapted and fluorinated tribenzotriquinacenes were synthesised for the first time. Phenanthrene groups were also introduced in other model systems and the crystal structures of phenanthrene functionalised TBTQs were compared with the parent molecules. In addition, the arrangement of TBTQ and centro methyl functionalised TBTQ was investigated on a Ag(111) surface for the first time using scanning transmission microscopy (STM). Different arrangements were observed, depending on the coverage of the surface. The insights gained about the interaction between TBTQs as well as their synthesis provide a foundation for further work and potential applications as components in organic electronic devices. / Das Ziel diese Arbeit war die gezielte Funktionalisierung von Tribenzotriquinacen (TBTQ), um dessen aromatisches System zu erweitern und die elekronischen Eigenschaften zu verändern. Diese Zielmoleküle könnten sich als Ausgangsmoleküle für ein Modellsystem für ein gewölbtes Graphenfragment eignen. Die „dreifache Cyclisierungsroute“ von Hopf et al. wurde hierfür adaptiert und es wurden erstmals fluorierte Tribenzotriquinacene synthetisiert. In anderen Modellsystemen wurden Phenanthren-Einheiten eingeführt und die Kristallstrukturen mit dem TBTQ-Stammsystem verglichen. Zusätzlich wurde die Anordnung von TBTQ und centro-methyliertem TBTQ zum ersten Mal auf eine Ag(111)-Oberfläche mittels Rastertunnelmikroskopie (STM) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass neben der zentralen Methylgruppe auch der Grad der Oberflächenabdeckung unterschiedliche Anordnung der Moleküle auf der Oberfläche zur Folge hatte. Die aus dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen TBTQs sowie deren Synthese dienen als Grundlage für weitere Arbeiten und potenzielle organische Bausteine für elektronische Anwendungen.

Tribenzotriquinacene (TBTQ) is a polycyclic aromatic framework with a particularly rigid, C3v symmetrical, bowl-shaped core bearing three mutually fused indane wings. It has been discussed as a defect center for a nanographene by Kuck and colleagues. Therefore, extended TBTQ structures are promising models for saturated defect structures in graphene and graphene like molecules and could be used to investigate the role of defects for the electronic properties of graphene. With this motivation, three different pi-extended TBTQ derivatives have been synthesized in this work. Several different Scholl reaction conditions were tried to obtain fully annulated product of hexaphenyl substituted TBTQ. The desired benzannulated TBTQ derivative could not be obtained due to unfavourable electron density in the respective positions of the molecule and increased reactivity of the bay position of the precursor. As an another method for benzannulation is the on-surface synthesis of graphene flakes and can be carried out using electron beams e.g. in a tunneling microscope (STM). According to our previous research, the parent system TBTQ and centro-methyl TBTQ on silver and gold surfaces showed that the gas phase deposition of these molecules gives rise to the formation of highly ordered two-dimensional assemblies with unique structural features. This shows the feasibility for the formation of defective graphene networks starting from the parent structures. Therefore, the same deposition technique was used to deposit Me-TBTQ(OAc)3Ph6, and investigate the molecular self-assembly properties directly on the surface of Cu (111). In summary, the substrate temperature dependent self-assembly of Me-TBTQ(OAc)3Ph6 molecules on Cu(111), shows the following evolution of orientations. At room temperature, molecules form dimers, which construct a higher-coverage honeycomb lattice. Furthermore, one of the acetyl group located in the bay positions of the TBTQ core is cleaved and the remaining two induce the metal-molecule interaction. It was presumed that by increasing the temperature to 393 K, the remaining acetyl and methyl groups would beeliminated from the molecular structure.In addition, the smaller TBTQ-Ph6 molecules preferably lie flat on Cu(111) crystal and allowing the molecules to settle into a C3-symmetry and form a dense hexagonal structure. / Tribenzotriquinacen (TBTQ) ist eine polyzyklische aromatische Verbindung mit einem besonders starren, C3v-symmetrischen, schalenförmigen Kern, der drei anellierte Indan-Flügel trägt. Es wurde von Kuck und Kollegen als Defektzentrum für Nanographen untersucht. Daher sind erweiterte TBTQ-Strukturen vielversprechende Modelle für gesättigte Defektstrukturen in Graphen und graphenähnlichen Molekülen, die dazu verwendet werden können, um die Rolle Defekten auf die Ausprägung der elektronischen Eigenschaften von Graphen zu untersuchen. Mit dieser Motivation wurden in dieser Arbeit drei verschiedene TBTQ-Derivate mit erweitertem -System synthetisiert. Um im Anschluss eine vollständige Annellierung und damit Konjugation des p-Systems zu erreichen, wurden verschiedene Scholl-Reaktionen getestet, um das dreifach anellierte Produkt aus hexaphenylsubstituiertem TBTQ zu erhalten. Das gewünschte benzannulierte TBTQ-Derivat konnte aufgrund der relativ geringen Elektronendichte an den Annellierungspositionen und der erhöhten Reaktivität der Bay-Positionen des Moleküls nicht erhalten werden. Eine weitere Möglichkeit zur Annellierung von Nanographenen besteht in der On-Surface-Synthese. Diese kann mit Elektronenstrahlen z.B. in einem Rastertunnelmikroskop (STM) durchgeführt werden. Nach unseren früheren Untersuchungen, hochauflösende STM-Experimente mit dem Stammsystem TBTQ und centro-methyl TBTQ auf Silber- und Goldoberflächen, dass die Gasphasenabscheidung dieser Moleküle zur Bildung hochgeordneter zweidimensionaler Assemblierte mit einzigartigen strukturellen Eigenschaften führt. Dies zeigt die Möglichkeit zur Bildung von defekthaltigen Graphen-Netzwerken ausgehend von den Stammsystemen. Daher wurde hier die gleiche Abscheidungstechnik verwendet, um für Me-TBTQ(OAc)3Ph6 die molekulare Selbstanordnung auf der Oberfläche von Cu(111) untersuchen. Zusammenfassend zeigt die Selbstorganisation von Me-TBTQ(OAc)3Ph6 auf Cu(111) eine ausgeprägte Temperaturabhängigkeit. Die Moleküle bilden bei 363 K ein höheres Wabengitter aus. Außerdem wird eine der Acetylgruppen, die sich in den Bay-Positionen des TBTQ-Kerns befinden, abgespalten und die verbleibenden Gruppen wechselwirken mit der Metalloberfläche. Daher stehen sich die Molekülschalen als einander zugewandte Halbkugeln gegenüber. Es wird vermutet, dass durch die Erhöhung der Temperatur auf 393 K die verbleibenden Acetyl- und Methylgruppen aus der Molekülstruktur eliminiert werden. Außerdem liegen die kleineren TBTQ-Ph6-Moleküle bevorzugt flach auf dem Cu (111) -Kristall, so dass sich die Moleküle in der C3-Symmetrie anordnen und eine dichte hexagonale Struktur bilden

Die Natur entwickelte im Laufe der Evolution eine unvorstellbare Vielfalt an unterschiedlichsten Lebewesen. Viele diese Organismen besitzen die Fähigkeit, biologisch aktive Sekundärstoffe zu produzieren, die ihnen im täglichen Überlebenskampf einen Vorteil gegenüber ihren Konkurrenten bieten. Die Effizienz, mit der solche Naturstoffe in lebenden Organismen biosynthetisch dargestellt werden, wurde von der organisch-chemischen Synthese bislang nicht annähernd erreicht. Die Untersuchung von Biosynthese-Routen verspricht daher nicht nur die Entdeckung wissenschaftlich interessanter Phänomene, sondern bietet zudem die Chance, von der Natur zu lernen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen dabei deutlich, dass sowohl die genaue Analyse des Aufbaus bereits lange bekannter Metabolite, wie z.B. des Furanonaphthochinons I (FNQ I) oder des Chrysophanols, als auch die Untersuchung der Biosynthese strukturell neuartiger Sekundärstoffe, wie etwa des Sorbicillactons A, von großem Interesse sein können. Die gewonnenen Informationen können dann zur optimierten biotechnologischen oder synthetischen Produktion viel versprechender bioaktiver Substanzen genutzt werden. Auch die Gewinnung neuer Substanzen aus der Natur, z.B. als Leitstrukturen für die Pharma-Forschung, ist ein lohnendes Ziel. Eine stete Verbesserung der Methoden zur Charakterisierung von Naturstoffen, z.B. unter Anwendung von Online-Analyse-Verfahren, hilft dabei, die gezielte Entdeckung noch unbekannter Metabolite schneller und einfacher zu gestalten. Für die Aufklärung der Konstitution von Substanzen nützlich ist hier vor allem die Kopplung von HPLC mit NMR und MS, wie beispielsweise im Rahmen der Identifizierung von Secohyperforin und neuer mariner Macrolactame gezeigt. Die Kombination von HPLC mit CD bietet zudem die Chance zur effizienten Aufklärung der absoluten Stereostruktur chiraler Verbindungen direkt am Peak im Chromatogramm. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Isolierung, die biosynthetische und strukturelle Charakterisierung sowie die Produktion bioaktiver Sekundärstoffe unter Anwendung und Weiterentwicklung unterschiedlichster Konzepte und Methoden der Naturstoffchemie. Die vielfältigen Ergebnisse sind das Resultat von interdisziplinären Kooperationen innerhalb des SPP 1152 (DFG Schwerpunktprojekts 'Evolution metabolischer Diversität') und des vom BMBF geförderten Exzellenzzentrums BIOTECmarin ('Nachhaltige Nutzung mariner Schwämme'). / In the course of evolution nature has developed an unimaginable abundance of most diverse creatures. Most of these organisms produce biologically active secondary metabolites, which give them advantages over their competitors in their daily fight for survival. The efficiency of the biosynthesis of such natural products in living organisms has by far not been reached by organic-chemical synthesis. The investigation of biosynthetic routes therefore does not only promise to discover academically interesting phenomena, but additionally provides the chance to learn from nature. The results of the work presented here clearly show that both, the analysis of pathways to long-known metabolites, like, e.g., furanonaphthoquinone I (FNQ I) or chrysophanol, as well as investigations on the biosynthesis of structurally unprecedented, novel secondary metabolites, like, e.g., sorbicillactone A, can be of particular interest. The information thus obtained can then be utilized for an optimized biotechnological or synthetic production of promising biologically active compounds. The extraction of novel substances from natural sources, e.g., as lead structures for pharmaceutical research, is likewise a rewarding goal. The continuous improvement of methods for the characterization of natural products, e.g., by application of online analytical methods, helps to accelerate and to simplify the directed discovery of as yet unknown metabolites. To elucidate the constitutions of compounds, the hyphenation of HPLC with NMR and MS is of particular value, as it becomes obvious from the identification of secohyperforin and of new marine macrolactams. The combination of HPLC and CD additionally offers the possibility to elucidate full absolute stereostructures of chiral compounds directly from the peak in the chromatogram. The aim of the present work was the isolation, characterization, and production of secondary metabolites by applying und further developing diverse concepts and methods of natural products chemistry. The versatile findings are the result of interdisciplinary cooperations within the SPP 1152 (DFG priority programme 'Evolution of Metabolic Diversity') and the BMBF-funded center of excellence BIOTECmarin ('Sustainable Use of Marine Sponges').

Die bisher unbekannten a-Pyrone Cyclopenta[c]pyran-3(5H)-on und Cyclopenta[c]pyran-3(7H)-on wurden auf zwei unabhängigen Synthesewegen hergestellt. Die Reaktivität der neuen a-Pyrone wurde untersucht. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Synthese von Cyclopenta[c]pyranen. / The hitherto unkwown a-pyrones cyclopenta[c]pyran-3(5H)-one and cyclopenta[c]pyran-3(7H)-one were prepared via two independent synthetic pathways. The reactivity of the new a-pyrones was investigated. The main objective was the synthesis of cyclopenta[c]pyrans.

The design of ligands is one of the most important and simultaneously challenging fields of research in modern inorganic chemistry. The aim is to synthesise ligands that can serve as coordination units for a broad variety of metal fragments and different purposes. The ligands have to be very flexible concerning their donating behaviour and geometrical prerequisites in order to correspond to the required metal fragments. / Ziel der vorliegenden Arbeit war die Synthese eines Januskopfliganden der zweiten Generation und die Untersuchung seiner Reaktivität und seines Koordinationsverhalten. Als Zielverbindung wurde Di(benzothiazol-2-yl)phosphan (1) gewählt (Schema 7.1). Neben harten Koordinationsstellen enthalten die heteroaromatischen Substituenten dieses Liganden zusätzlich weiche, die das System im Vergleich zu z. B. Di(pyrid-2-yl)phosphan im Bezug auf mögliche koordinierte Metallfragmente flexibler machen sollten.