The 1st chapter provides a detailed review of the development of synthetic approaches to triarylboranes from their first report nearly 135 years ago to the present. In the 2nd chapter, a novel and convenient methodology is reported for the one-pot synthesis of sterically-congested triarylboranes, using bench-stable aryltrifluoroborates as the boron source. The new procedure gives access to symmetrically- and unsymmetrically-substituted triarylboranes. The borylated triarylboranes are suggested as building blocks for the design of functional materials. In the 3rd chapter, four luminescent tetracationic bis-triarylborane DNA and RNA sensors that show high binding affinities, in several cases even in the nM range, are investigated. The molecular structures of two of the neutral precursors reveal some structural flexibility for these compounds in the solid state. The compounds were found to be highly emissive even in water and DNA and RNA binding affinities were found to be dependent on linker length and flexibility. Strong SERS responses for three of the four compounds demonstrate the importance of triple bonds for strong Raman activity in molecules of this compound class. In chapter 4, the compound class of water-soluble tetracationic bis-triarylborane chromophores is extended by EDOT-linked compounds and those are compared to their thiophene-containing analogs. Absorption and emission are significantly red-shifted in these compounds, compared to their thiophene-containing analogs and, due to a large Stokes shift, one of the reported compounds exhibits the most bathochromically shifted emission, observable well into the near infrared region, of all tetracationic water-soluble bis-triarylborane chromophores reported to date. Long-lived excited states, completely quenched by oxygen, were observed for the water-stable compounds of this study via transient absorption spectroscopy and a quantum yield for singlet oxygen formation of 0.6 was determined for one of them. / Das erste Kapitel gibt einen detaillierten Überblick über die Entwicklung verschiedener Synthesemöglichkeiten von Triarylboranen seit ihrer erstmaligen Erwähnung vor rund 135 Jahren bis heute. In Kapitel 2 wurde eine neuartige und praktische Methode für die Eintopfsynthese von sterisch stabilisierten Triarylboranen unter Verwendung von luftstabilen Aryltrifluorboraten als Borquelle beschrieben. Das neue Verfahren ermöglicht den Zugang zu symmetrisch und unsymmetrisch substituierten Triarylboranen, die bei der Konstruktion borhaltiger Funktionsmaterialien verwendet werden könnten. Im dritten Kapitel wurden tetrakationische Bis-Triarylborane bezüglich DNA- und RNA-Sensorik untersucht, wobei hohe Bindungsaffinitäten, wurden. Die Molekülstrukturen von zwei neutralen Vorstufenverbindungen deuten auf eine gewisse Flexibilität für diese Verbindungen im Festkörper hin. Die Verbindungen erwiesen sich selbst in Wasser als stark emittierend und die DNA und RNA Bindungsaffinitäten waren abhängig von Länge und Flexibilität des Linkers. Starke SERS-Signale für drei der vier Verbindungen, zeigen die Bedeutung von Dreifachbindungen für eine starke Raman-Aktivität in Molekülen dieser Verbindungsklasse. In Kapitel 4 dieser Arbeit wurde die Verbindungsklasse wasserlöslicher tetrakationischer Bis Triarylboran-Chromophore um EDOT-verbrückte Verbindungen erweitert und diese mit ihren literaturbekannten Thiophenanaloga verglichen. Absorption und Emission sind in diesen Verbindungen im Vergleich zu ihren Thiophen-haltigen Analoga rotverschoben und eine der Verbindungen zeigt die am weitesten rotverschobene, noch weit im nahen Infrarotbereich detektierbare, Emission aller bisher bekannten Verbindungen dieser Art. Für die wasserstabilen Verbindungen wurden mittels transienter Absorptionsspektroskopie langlebige Zustände beobachtet, die vollständig durch Sauerstoff gequencht werden und eine Quantenausbeute für die Singulett-Sauerstoffbildung von 0.6 wurde für eine der Verbindungen bestimmt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:23430 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Ferger, Matthias |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.de, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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