Neuartige konjugierte Polymere: cyclopentadithiazol-, und thiazolbasierte Polymere und Copolymere sowie taktische Polyfluorene

Im ersten Kapitel dieser Arbeit wird die Synthese eines 7,7-Dialkyl-cyclopenta[1,2-d:4,3-d]dithiazol-2,5-diyl-Monomers (CPDTz) als neuer Baustein zur Synthese konjugierter Polymere beschrieben. Es wird gezeigt, dass die insgesamt neunstufige Syntheseroute mit einer Gesamtausbeute von beachtlichen 30 % durchgeführt werden kann. Aus dem CPDTz-Monomer wurden verschiedene CPDTz-basierte konjugierte Polymere hergestellt. Ein CPDTz-Homopolymer zeigt dabei, im Vergleich zum bekannten Poly(cyclopentadithiophen) (PCPDT), ein erniedrigtes HOMO-Energieniveau bei verringerter Bandlücke. Im zweiten Kapitel dieser Arbeit werden die Syntheseversuche für regioreguläre und regioirreguläre Poly(hexylthiazol)e beschrieben. Dabei wird im ersten Teil des Kapitels auf Monomersynthesen eingegangen. Ein hier neu vorgestellter Syntheseweg ermöglicht die Herstellung von bisher nicht zugänglichen Thiazol-Monomeren und bildet daher die Grundlage für die Herstellung von regioregulären und regioirregulären Poly(alkylthiazol)en. Im zweiten Teil des zweiten Kapitels wird in den Versuchen zur Polymersynthese von regioregulären und regioirregulären Poly(alkylthiazol)en gezeigt, dass 1.) regioirreguläres Poly(hexylthiazol) durch Polymerisation unter Yamamoto-Bedingungen und 2.) HH-TT-regioreguläres Poly(hexylthiazol) durch Polymerisation unter Stille-Kelly-Bedingungen hergestellt werden kann, jedoch mit geringem Molekulargewicht von bis zu Mn = 4.000 g/mol. Im dritten Kapitel dieser Arbeit wird die Synthese von isotaktischem Poly(9-alkyl1-9-alkyl2fluoren) beschrieben. Als Alkylketten dienen dabei Methyl- und Dodecylketten, zwei in ihrer Länge stark verschiedene Alkylketten. Die entwickelte Syntheseroute bietet die Möglichkeit, weitere isotaktische Poly(9-alkyl1-9-alkyl2fluoren)e mit unterschiedlichen Alkylketten herzustellen. Schlüsselschritte der vorgestellten Methode sind die Herstellung von AB-Typ-Monomeren und deren enantioselektive Auftrennung mittels chiraler, präparativer HPLC. Mittels 13C-NMR Spektroskopie konnte gezeigt werden, dass die auf diese Weise hergestellten isotaktischen Polymere eine hohe Isotaktizität aufweisen.

Autorentext
Christof J. Kudla:Der Autor hat an der Bergischen Universität Wuppertal Chemie studiert und sich während des Studiums auf Synthesechemie, Makromolekulare Chemie und Materialwissenschaften spezialisiert. Meine Promotion erfolgte bei Prof. Ullrich Scherf auf dem Gebiet der organischen, halbleitenden Polymere für elektrische Anwendungen, wie organische LEDs (OLEDs), organische Transistoren (OFETs) und organische Solarzellen.Seit 2014 ist er als Patentanwalt tätig.