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Pub­li­ka­tion zu Nanokäfigen mit steuerbaren optischen Eigenschaften

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  • Neues aus der Fakultät 2022
Animiertes Bild des Chiralitätstransfers in einem Host-Guest-System mit CPL-Effekt © CleverLab​/​TU Dortmund
Front Cover Angewandte Chemie © Wiley-VCH

Im Ar­beits­kreis Clever entwickelte Strategien zur Mehrkomponenten-Bildung metallo-supramolekularer Komplexe erlauben die gezielte und modulare Kombination verschiedener funktioneller Bausteine um so z.B. na­no­me­ter­gro­ße Wirtsverbindungen mit einer zugänglichen Kavität auf nicht-statistische Weise herstellen zu können. Die Methode der "formkomplementären Assemblierung" (shape complementary assembly, SCA) wurde nun erstmalig für die integrative Bildung heteroleptischer (= aus mehreren Komponenten bestehender) Palladium(II)-Käfige genutzt, welche eine Gast-modulierte zirkular polarisierte Lumineszenz (circularly polarized luminescence, CPL; eine besondere chiroptische Eigenschaft) zeigen. Ein enantiomerenreiner Ligand auf Basis von Helicen (M- oder P-Konfiguration) wird dabei mit einem nicht-chiralen, emittierenden Liganden auf Basis von Fluorenon kombiniert, um eine Reihe von [Pd2L2L′2] Käfigen zu bilden. Die modulare Strategie ermöglicht es, die chirale Information des Helicens auf das gesamte supramolekulare System zu übertragen, was zu CPL-Emission aus der nicht-chiralen Komponente führt. Die Bindung eines Gastes führt zu einer 4-fachen Erhöhung der CPL-Intensität. Das hier vorgestellte System bietet das Potential, Bibliotheken multifunktionaler Materialien herzustellen, welche in der molekularen Er­ken­nung, der enantioselektiven Photo-Redox-Katalyse und der Informationsverarbeitung eingesetzt werden können.

Die Arbeit ist im Rahmen des ERC Consolidator Projektes 683083 („RAMSES“) entstanden und wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) über den Exzellenzcluster EXC2033 („RESOLV“) und das Graduiertenkolleg GRK2376 (“Confinement Controlled Chemistry”) gefördert.

Das Cover Bild zeigt den Käfig mit gebundenem Gast Molekül. Einfallendes und emittiertes, partiell zirkular polarisiertes Licht sind angedeutet. Der Hintergrund der Abbildung, der den „Nord-Amerika" Emissionsnebel (NGC 7000) im Sternbild Cygnus (Schwan) zeigt, wurde mit einem apochromatischen Refraktorteleskop am Nachthimmel über Dortmund aufgenommen.

Originalpublikation:
"Guest-Modulated Circularly Polarized Luminescence by Ligand-to-Ligand Chirality Transfer in Heteroleptic Pd(II) Coordination Cages"
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Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

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