Techn. University, Diss., 2001--Berlin.

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

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

Universiẗat, Diss., 2003--Bielefeld.

University, Diss., 2004--Frankfurt (Main).

Universiẗat, Diss., 2005--Düsseldorf.

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

Zugl.: Berlin, Techn. Universiẗat, Habil.-Schr., 1994 u.d.T.: Steinbach, Jörg: Theoretische Untersuchungen reaktionstechnischer Probleme in der Syntheseoptimierung und der chemischen Sicherheitstechnik.

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--Dresden.