Beiträge zu Appliklationen von 4-Hydroxy-1,3-thiazolen

Calderon Ortiz, Lorena Katalina GND

Eine Reihe neuer und funktioneller Chromophore/Fluorophore auf der Basis von 4-Hydroxy-1,3-thiazolen wurde synthetisiert. Aus diesem Portfolio an Derivaten wurden Anwendungen entwickelt und die Verbindungen hinsichtlich ihrer Verwendung als Sensoren und Antioxidantien evaluiert. Innerhalb des Bereichs Sensoren wurden die neuartigen O-Silylether der 4-Hydroxythiazole synthetisiert und vollständig charakterisiert. Die hohe Fluoreszenzintensität dieser Verbindungen zusammen mit der bekannten Affinität von Silizium gegenüber Fluorderivaten wurden genutzt, um einen neuen Fluoridionen-Sensor zu entwickeln. Die Desilylierung dieser Fluorophore durch Fluorid kann in polaren Lösungsmitteln und sogar in Wasser „dual“ detektiert werden. Dieses neue Fluoridionen-Detektions-System stellt durch die starke Änderung der Fluoreszenzmaxima von blau nach rot, durch ihre Selektivität gegenüber anderen Anionen und ebenso durch die hohe Empfindlichkeit eine Weiterentwicklung gegenüber anderen Verfahren dar. Im Rahmen der Entwicklung von Sensoren wurden weiterhin die tricyclische Lactone auf Basis von 4-Hydroxythiazolen synthetisiert und vollständig charakterisiert. Diese Heterocyclen zeigen unter UV-Bestrahlung eine sehr starke Festkörper-Fluoreszenz. Die Verbindungen sind Produkte einer intramolekularen Veresterung die nach der klassischen HANTZSCH SYNTHESE stattfindet und enthalten drei fusionierte Ringe, welche als rigides System wesentlich die Fluoreszenz im Festkörper und in Lösung prägen.
Röntgenkristallografische Aufnahmen der Verbindungen bestätigen koplanare Strukturen und damit eine Erweiterung des Chromophors.
In Lösung fluoreszieren die tricyclischen Lactone im violett-blauen Bereich des sichtbaren Spektrums. Eine drastische Änderung der Absorption und der Fluoreszenz wird beobachtet, wenn die Substanzen mit Basen oder Säuren umgesetzt werden. Auf Grund ihrer strukturellen Verwandtschaft zu den Phenolen wurde die antioxidative Kapazität der 4-Hydroxythiazole mittels der TEAC-Methode untersucht. Die Affinität gegenüber Radikalen ist auf die Bildung von Thiazol-Analoga der Phenoxy-Radikale zurückzuführen und die Eigenschaften als Antioxidans sind von den Substituten am R2 des Thiazol-Kerns abhängig. Schließlich wurden die Solvatochromie und der Effekt des Substituenten R2 auf die photophysikalischen Eigenschaften mehrerer 4-Hydroxythiazole untersucht. 4-Hydroxythiazole sind besonders empfindliche Chromophore und Fluorophore die auf die Polarität des Lösungsmittels reagieren. 4-Hydroxythiazole mit 4-Nitrophenylresten als R2 stellen eine neue Subklasse innerhalb dieser Verbindungen dar. Sie zeigen im Gegensatz zu ihren Analoga mit 2-Nitrophenylresten beachtliche Farbänderungen in Lösungen bei Polaritätsänderung der Umgebung. Dieser Effekt wird in dieser Arbeit als „Omnichromie“ bezeichnet und wurde erstmalig anhand dieser 4-Hydroxythiazole beobachtet und untersucht. Eine umfassende Klärung dieses Phänomens steht noch aus und ist weiteren Arbeiten auf diesem Gebiet vorbehalten. Die Resultate sollen zu weiteren Untersuchungen auf diesem Gebiet anregen da sie ein hohes Potenzial für Anwendungen, im Besonderen auf dem Gebiet der Sensor-Technologie aufweisen.

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Calderon Ortiz, Lorena Katalina: Beiträge zu Appliklationen von 4-Hydroxy-1,3-thiazolen. 2014.

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