Design photoschaltbarer Organokatalysatoren, deren Immobilisierung und Anwendung auf chemische Oberflächenstrukturierung

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Die externe optische Kontrolle über chemische Prozesse, insbesondere Katalyse, verspricht enorme Vorteile aufgrund ihrer hohen zeitlichen und örtlichen Auflösung. Im Zentrum des beantragten Projektes steht die Entwicklung und Anwendung von photoschaltbaren Katalysatoren, die über zwei optisch individuell adressierbare Schaltzustände mit stark unterschiedlicher katalytischer Aktivität verfügen. Ein abgeschirmtes, basisches bzw. nucleophiles Zentrum wird hierbei unter Ausnutzung der signifikanten geometrischen Änderungen während der E→Z-lsomerisierung eines Azobenzolphotochroms gezielt entschirmt und somit in den katalytisch aktiveren Schaltzustand überführt. Die optimierten photoschaltbaren Katalysatoren auf Piperidinbasis sowie neu zu entwickelnde photoschaltbare nucleophile Pyridin- bzw. Phosphin-Katalysatoren sollen zum einen auf potentielle Anwendungen in der Polymerisationskatalyse getestet werden als auch auf verschiedenen Substratoberflächen immobilisiert werden, um Katalyse zur optisch-chemischen Signalverstärkung zu nutzen. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms Organokatalyse (SPP 1179) soll das beantragte Projekt das vielversprechende Konzept intelligenter Katalysatoren in den Schwerpunktbereich Anwendungen Miteinbringen.