Nucleophilic aromatic substitution with polyvinyl amines in water

• Applicant: Professor Dr. Stefan Spange
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2002 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5384417

Die Reaktion von ortho- und para-chlor- bzw. -fluorsubstituierten, aromatischen Verbindungen, wie von Fluornitrobenzol (und Stilben-Derivaten), sowie wasserlöslicher 4-Fluorstryrylpyri- diniumsalze mit Polyaminen, wie Polyvinylaminen oder Polyethyleniminen, soll in Wasser als Lösungsmittel studiert werden. Die Löslichkeitsvermittlung der in Wasser sehr schlecht löslichen aromatischen Fluorverbindungen erfolgt dabei durch deren Komplexbildung mit verschiedenen Cyclodextrinen (und Derivaten) bzw. durch Einführung ionischer Gruppen. Die Verwendung von Lösungsmittelgemischen wird als alternative Synthesevariante studiert. Der zentrale Aspekt liegt auf grundlegenden Untersuchungen zur mechanistischen Optimierung der Reaktionsbedingungen (pH-Wert, Temperatur, Lösungsmittel) und der Strukturcharakterisierung der neuen, chromophoren Polymaminderivate. Insbesonders interessiert der elektronische und sterische Einfluss der Substituenten am aromatischen p-System auf die Reaktivität, wofür kinetische Untersuchungen vorgesehen sind. Durch elektrochemische Redoxaktivität vor allem von Nitro- und Aminosubstituenten in Abhängigkeit vom Substitutionsmuster soll mit elektrochemischen Methoden, insbesondere der zyklischen Voltammetrie (CV), studiert werden. Die dabei auftretenden Wechselwirkungen zwischen löslichem Polymer und Elektrode (Gold) werden mit oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie (SERS) untersucht. Durch Elektropolymerisation der löslichen Polymere auf der Goldelektrode gebildete Filme werden ebenfalls mit den genannten Methoden charakterisiert. Durch diese elegante Reaktion wird ein neues und breites Synthesepotential zur einfachen Herstellung von funktionalisierten Polyvinylaminderivaten für vielfältige akademische und praxisrelevante Fragestellungen erschlossen.

• DFG Programme: Research Grants