Ziel dieses Projekts ist eine Etablierung von nachhaltige Multi-Komponenten-Synthesen von pyrrol- und furanhaltigen funktionellen Farbstoffen als potenziell wichtige Bausteine in einer molek\u00fclbasierten Elektronik. Der polyfunktionale, nachwachsende Rohstoff 5-(Hydroxymethyl)furfural (HMF) wird als Ausgangsverbindung f\u00fcr die Entwicklung nachhaltiger, katalytischer Ein-Topf-Synthesen von funktionellen Farbstoffen f\u00fcr eine nachhaltige Energiekonversion vorgeschlagen.<\/p>\n
Eine Umwandlung von fossilen Energietr\u00e4gern zu nachwachsenden Rohstoffen r\u00fcckt verst\u00e4rkt in den Fokus der Wissenschaft. Auch eine Optimierung von chemischen Prozessen und Syntheseverfahren nach dem Konzept der \u201eIdealen Synthese\u201c, welches 1975 von Hendrickson etabliert wurde, sowie eine nachhaltigere Gestaltung von chemischen Prozessen nach den 12 Prinzipien der \u201eGr\u00fcnen Chemie\u201c, welche 1998 von Anastas und Eghbali formuliert wurden, stellen verst\u00e4rkt Forschungsziele dar. Eine Synthese von funktionalen organischen Molek\u00fclen k\u00f6nnen entscheidende, funktionale Komponenten f\u00fcr eine nachhaltige Energieumwandlung darstellen wie bei einer Anwendung in organischen Leuchtdioden.<\/p>\n
5-(Hydroxymethyl)furfural (HMF), als Ausgangsverbindung f\u00fcr die Herstellung von funktionellen Farbstoffen, kann aus den Kohlenhydraten gewonnen werden. Dabei sind Synthesen ausgehend von den Monosacchariden Fructose und Glucose sowie aus zahlreichen Oligo- und Polysacchariden wie der Cellulose bekannt. Weiterhin konnte eine HMF-Gewinnung aus der aus roher Biomasse verf\u00fcgbaren Lignocellulose (z.B. aus Maisstroh oder Kiefers\u00e4gemehl) etabliert werden. Auch aus chemischer Sicht ist HMF ein \u00e4u\u00dferst interessanter, polyfunktionaler Baustein. \u00dcber die Alkoholfunktionalit\u00e4t kann oxidiert, reduziert, verestert und verethert werden. An der Carbonylfunktionalit\u00e4t sind Oxidationen, Reduktionen, Carbonyl-Additionen und Kondensationen einige ausgew\u00e4hlte Reaktionsm\u00f6glichkeiten, w\u00e4hrend der Furanring reduziert, ringge\u00f6ffnet und als Dienophil-Partner in Diels-Alder-Reaktionen umgesetzt werden kann.<\/p>\n
In durchgef\u00fchrten Vorarbeiten im Zuge der Masterarbeit konnte eine Stetter-1,4-Diketon-Synthese ausgehend von HMF sowie eine Paal-Knorr-Cyclisierung der 1,4-Diketone erfolgreich durchgef\u00fchrt werden. An Hand eines Beispiels konnten beide Schritte in einer Drei-Komponenten-Stetter-Paal-Knorr-Sequenz kombiniert werden. Darauf aufbauend wurden bislang 24 Chalkone, \u03b1<\/em>,\u03b2<\/em>-unges\u00e4ttigte Carbonylverbindungen, \u00fcber eine Claisen-Schmidt-Kondensation hergestellt, anschlie\u00dfend zur Synthese der 1,4-Diketone eingesetzt und eine umfangreiche Substanzbibliothek konnte ausgebaut werden. Mittels Mikrowellenbestrahlung konnte eine neue Syntheseroute sowohl f\u00fcr die Stetter-Reaktion als auch die Stetter-Paal-Knorr-Pyrrol-Synthese etabliert werden, welche zur Darstellung von bislang 18 Pyrrolen erfolgreich eingesetzt werden konnte, welche ausf\u00fchrlich photophysikalisch untersucht wurden.<\/p>\n Weitere Schritte des vorgestellten Promotionsvorhabens befassen sich mit der Etablierung neuer Multikomponentensynthesen \u00fcber die Stufe der 1,4-Diketone zur Synthese von Pyridazinen. F\u00fcr die Pyrrole wird eine Level-2-Funktionalisierung \u00fcber eine Knoevenagel-Kondensation nach einer milden Oxidation der Furylmethylalkohol-Funktionalit\u00e4t untersucht und eine Stetter-Paal-Knorr-Oxidations-Knoevenagel-Sequenz avisiert. Die erhaltenen Farbstoffe werden in ihren elektronischen Eigenschaften und als Farbstoffe in Gr\u00e4tzel-Zellen untersucht.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Ziel dieses Projekts ist eine Etablierung von nachhaltige Multi-Komponenten-Synthesen von pyrrol- und furanhaltigen funktionellen Farbstoffen als potenziell wichtige Bausteine in einer molek\u00fclbasierten Elektronik. Der polyfunktionale, nachwachsende Rohstoff 5-(Hydroxymethyl)furfural (HMF) wird als Ausgangsverbindung f\u00fcr die Entwicklung nachhaltiger, katalytischer Ein-Topf-Synthesen von funktionellen Farbstoffen f\u00fcr eine nachhaltige Energiekonversion vorgeschlagen. Eine Umwandlung von fossilen Energietr\u00e4gern zu nachwachsenden Rohstoffen r\u00fcckt […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52252","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20020\/665","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Vi\u00dfers","dbu_stipendiaten_vorname":"Anita","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2020-09-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2023-08-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Heinrich-Heine-Universit\u00e4t D\u00fcsseldorf Institut f\u00fcr Organische Chemie und Makromolekulare und Lehrstuhl f\u00fcr Organische Chemie","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Thomas J. J. M\u00fcller","dbu_stipendiaten_email_dienst":"anita.vissers@hhu.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52252","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52252\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58264,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52252\/revisions\/58264"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52252"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52252"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52252"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}