Synthese und Eigenschaften formtreuer Makrocyclen mit intraannularen anionischen Gruppen

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In dem hier vorgestellten Projekt sollen formtreue Makrocyclen mit einem Innenraumdurchmesser im Bereich von 2-4 Nanometer dargestellt werden, die über intraannulare (nach innen weisende) anionische Substituenten (Alkalisulfonat- und Alkalicarboxylat-Gruppen) verfügen. Neben der Synthese dieser Verbindungen, die etwa die Hälfte bis zwei Drittel der hier beantragten Projektlaufzeit ausmachen soll, stehen vor allem die Eigenschaften dieser Verbindungen im Vordergrund. Zwei Fragestellungen soll dabei detaillierter nachgegangen werden. Die erste bezieht sich auf das Einzelmolekül. Es ist zu überprüfen, ob sich diese Verbindungen als Wirtmoleküle für kationische Gastmoleküle eignen, in welchem Maße die Gastselektivität von der Rigidität der Anordnung der anionischen Gruppen abhängt und ob sich Moleküle mit einer größeren Anzahl anionischer Gruppen im Zentrum wie "Kationenschwämme" verhalten. Der andere Teil der Untersuchungen soll sich mit den Überstrukturen dieser Verbindungen auseinandersetzen, wobei insbesondere deren Festkörpereigenschaften von Interesse sind. Es stellt sich die Frage, ob durch Mikrophasenseparation die Ausbildung (hexagonal) kolumnarer Überstrukturen erreicht wird, und falls die eintritt, ob anisotrope Eigenschaften wie z. B. eindimensionale Ionenleitfähigkeit beobachtet werden kann.