Isotaktisches Polyfluoren - Monomere, Polymere, Diblockcopolymere

• Antragsteller: Professor Dr. Ullrich Scherf
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227781876

• Erstellungsjahr: 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Polyfluorene (PFs) stellen aufgrund ihrer attraktiven elektronischen und optischen Eigenschaften eine sehr vielversprechende Klasse blau emittierender Polymere dar. PFs zählen zur Klasse der “Stufenleiter“-Poly(para-phenylene). Dem Ansatz von Kudla et al. folgend, wurden neue Derivate isotaktischer Polyfluorene, sowohl Homopolymere als auch Diblockcopolymere, synthetisiert und charakterisiert. Spezielles Augenmerk lag dabei auf der Synthese und Untersuchung von isotaktischem Poly(9-methyl-9-octylfluoren) (iPF1-8) und Poly(9-β-cyanoethyl-9-octylfluoren) (iPF8-2CN). Bei iPF1-8 sollte vor allem die Frage beantwortet werden, ob es in Analogie zu Poly(9,9-di-noctylfluoren) (PF8) auch zur Ausbildung einer höher geordneten ß-Phase kommt. Zu diesem Zweck wurde iPF1-8 im Lösemittelgemisch Chloroform/Methylcyclohexan (MCH) verschiedener Mischungsverhältnisse spektroskopisch untersucht. Dabei wurde keine zusätzliche Bande im UV-Spektrum beobachtet, die auf die Ausbildung einer ß-Phase hindeuten würde. iPF1-8 zeigt in Lösung bei CD-spektroskopischen Untersuchungen keine Cotton-Effekte, weder in reinen Lösemitteln, noch bei Zugabe von schlechten Lösemitteln zur Aggregation Bei Zusatz von chiralen Lösemiteln wurde jedoch ein Chiralitätstransfer beobachtet, der zurzeit noch intensiver untersucht wird. An iPF8-2CN, einem isotaktischen Polyfluoren mit einer polaren ß-Cyanoethyl- und einer Octyl-Seitenkette, sollte untersucht werden, ob die polare Seitenkette über dipolare Wechselwirkungen einen Einfluss auf die Ordnung im Festkörper hat. Es konnte jedoch nur das ataktische Polymer aPF8-2CN synthetisiert und charakterisiert werden. Das für die Darstellung des isotaktischen Polyfluorens notwendige AB-Monomer ließ sich in verschiedenen Syntheseansätzen bis heute nicht gewinnen. Ausgehend von Monobrom-terminierten Poly(3-hexylthiophen)-Makromonomeren wurden allkonjugierte „rod-rod“ Diblockcopolymere aus chiralen AB-Typ-Fluorenmonomeren in einem „grafting from“-Ansatz aufgebaut (iPF1-8-b-P3HT), wobei der Polyfluorenblock nun aus isotaktischen iPF1-8 besteht. Amphiphile Systeme, wie PF1-8-b-P3TEAHT, mit einem polaren Polythiophenblock und einem unpolaren Polyfluorenblock sind aufgrund der zu erwartenden Selbstorganisationseigenschaften attraktiv. Dabei wurden die Polymere mit isotaktischen Polyfluorenblöcken mit entsprechenden Diblockcopolymeren mit ataktischen Polyfluorenblöcken verglichen. AFM Aufnahmen der synthetisierten Diblockcopolymere zeigen die erwartete Bildung sphärischer Vesikel. In CD-spektroskopischen Untersuchungen konnten keine CD-Effekte, die aus einer Symmetriebrechung resultieren.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Adv. Mater., 25, 2948-2956, 2013
  Gomulya, W.; Costanzo, G.D.; de Carvalho, E.J.F.; Bisri, S.Z.; Derenskyi, V.; Fritsch, M.; Frohlich, N.; Allard, S.; Gordiichuk, P.; Herrmann, A.; Marrink, S.J.; dos Santos, M.C.; Scherf, U.; Loi, M.A.
  
• ACS Applied Materials & Interfaces – 2014
  Schießl, S.; Fröhlich, N.; Held, M.; Gannott, F.; Schweiger, M.; Forster, M.; Scherf, U.; Zaumseil, J.
  
• Adv. Mater., 26, 5969-5975, 2014
  Derenskyi, V.; Gomulya, W.; Rios, J.M.S.; Fritsch, M.; Frohlich, N.; Jung, S.; Allard, S.; Bisri, S.Z.; Gordiichuk, P. ; Herrmann, A.; Scherf, U.; Loi, M.A.