This project is focused on the synthe­sis of novel helically chiral compounds contain­ing diaryl­bo­role, arsole and stibole units. The aim of this research is to obtain materi­als with improved optical and electronic proper­ties by joining helical chromophores via boron as a spiro-atom. Addition­ally, helicenes contain­ing arsenic and antimony could be used as ligands in asymmet­ric catal­y­sis due to their higher stabil­ity towards oxida­tion, compared to the common phosphine analogues.

Dieses Projekt konzen­tri­ert sich auf die Synthese neuer helikal-chiraler borhaltiger Spiroverbindun­gen und anderer Haupt­grup­penele­ment-Helicene. Hetero­he­licene, vor allem solche die auf N‑, S‑, und O‑Heterocyclen basieren, sind bereits gut erforschte Materi­alien mit einem breiten Anwen­dungsspek­trum. Dennoch blieben andere konfig­u­ra­tionssta­bile Derivate, einschließlich der Zielmoleküle dieses Projek­tes, bisher unerfasst. Der Grund dafür sind die Nichtver­füg­barkeit von Ausgangsstof­fen und Reagen­zien, die Insta­bil­ität der Inter­me­di­ate so wie das Fehlen effek­tiver Synthesemethoden.

Die Verbindung von aroma­tis­chen Bausteinen über ein vierfach-koordiniertes Spiroatom (z.B. Bor) führt zu inter­es­san­ten elektro­n­is­chen Effek­ten. Es erzwingt eine starre, rechtwin­klige Orien­tierung der beiden Bausteine. Die Chromophore werden dadurch voneinan­der isoliert und behal­ten ihre ursprünglichen elektro­n­is­chen Eigen­schaften im Grundzu­s­tand weitest­ge­hend bei, während im elektro­n­isch angeregten Zustand eine Kopplung auftreten kann. Kleine von Azaborolen (Bor als Spiroatom) abgeleit­ete Spiroverbindun­gen zeigen exzel­lente emittierende Eigen­schaften. Aufgrund dessen kann angenom­men werden, dass die Kombi­na­tion von Heliz­ität und einem Bor-Spirozen­trum in einem einzi­gen Molekül zu chiralen Materi­alien mit vorteil­haften Eigen­schaften zur Anwen­dung in elektro­n­is­chen Bauele­menten führt.

Da helikale Struk­tur­mo­tive oft eine starke chirale Induk­tion bewirken, könnten Helicene mit richtig position­ierten Heterol­rin­gen eine Rolle in der asymmetrischen Katal­yse spielen, weshalb auch Helicene mit den schweren Elementen der Gruppe 15 (z.B. Arsen, Antimon) hergestellt werden. Die elektro­n­is­chen und chirop­tis­chen Eigen­schaften dieser Verbindun­gen könnten auch zu weiteren Strate­gien für das Design chiraler Funktions­farb­stof­fen führen.