Photoschaltbare Polymere: Synthese und Photochemie von polymergebundenen semipolaren Nitronen und Mesoionen

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Das Ziel des Projektes besteht in der Herstellung von neuen photosensiblen Materialien auf Basis von Polymeren, die in der Seitenkette 1,3-dipolare Nitrongruppen bzw. 1,4-dipolare mesoionische Heterocyclen enthalten. Da sich bei UV-Bestrahlung die Molekülstruktur der dipolaren Komponenten ändert, sind auch einschneidende Änderungen der physikalischen Materialeigenschaften zu erwarten. Nach semiempirischen Berechnungen halbiert sich in erster Näherung das Dipolmoment vom phenylsubstituierten Nitron (ca. 4D) zu dem entsprechenden Bestrahlungsprodukt Oxaziridin (ca. 2D). Ebenso findet beim photochemisch induzierten Übergang eines mesoionischen 6-Oxo-pyrimidinium-4-olates zum cyclisierten Bis(ß-lactam) nach AM1-Berechnung eine Abnahme des Dipolmomentes von ca. 9D auf etwa 4D statt. Erste Messungen mittels der Wellenleitermodenspektroskopie an Polymerfilmen mit mesoionischen Seitengruppen haben gezeigt, daß sich zudem auch erwartungsgemäß der Brechungsindex bei der Bestrahlung deutlich verringert und gleichzeitig die Filmdicke um nahezu 10% zunimmt. Die vorgesehenen Arbeiten im Rahmen dieses Antrages konzentrieren sich überwiegend auf Synthesen von neuen Polymerstrukturen mit unterschiedlich angebundenen 1,3-dipolaren Nitronen und 1,4-dipolaren Oxopyrimidinium-olaten. Hierbei sollen Einflüsse von Kettensteifigkeit (Tc-Werte) sowie der Spacerlängen und der Substituenten an den Chromophoren auf die Photosensitivität systematisch untersucht werden. Dazu sind umfangreiche Bestrahlungsversuche notwendig mit dem Ziel, die Photosensibilität zu optimieren und die Materialeigenschaften z.B. für die potentielle Anwendung als optische Speichermedien anzupassen. Dielektrische Spektroskopie sowie Wellenleitermodenspektroskopie sollen tiefere Einblicke in die Struktur-Eigenschaftsbeziehung gewähren.