Molekülverbände von Perylenbisimid‐Farbstoffen in Wasser

Abstract

Perylenbisimide zählen zu den bedeutendsten funktionellen Farbstoffen mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Aufgrund ihrer chemischen Robustheit, Photostabilität und herausragenden optischen und elektronischen Eigenschaften wurden sie als Pigmentfarbstoffe, Fluoreszenzsonden sowie n‐Halbleiter in der organischen Elektronik und Photovoltaik eingesetzt. Das ausgedehnte quadrupolare π‐System dieser Farbstoffklasse ermöglichte außerdem die Herstellung zahlreicher supramolekularer Architekturen mit faszinierenden photophysikalischen Eigenschaften. Jedoch blieb der supramolekulare Ansatz zur Bildung von Perylenbisimid‐Molekülverbänden größtenteils organischen Medien vorbehalten. Erfreulicherweise gab es in den letzten Jahren beachtliche Bemühungen zur Entwicklung von wasserlöslichen Perylenbisimiden und deren Anwendungen in wässrigen Medien. Dieser Aufsatz gibt einen aktuellen Überblick über die Selbstorganisation von Perylenbisimiden durch π‐π‐Wechselwirkung im wässrigen Medium. Synthetische Strategien zur Herstellung von wasserlöslichen Perylenbisimiden und der Einfluss des Wassers auf die π‐π‐Stapelung von Perylenbisimiden, sowie daraus resultierende Anwendungen werden eingehend diskutiert.

Formation of Two‐Dimensional Supramolecular Polymers by Amphiphilic Pyrene Oligomers

“…[9][10][11][12][13][14][15][16][17] Close spatial proximity and in-plane alignment of chromophores in 2D structural motifs [18][19][20][21][22][23][24][25][26][27] often results in distinct electronic interactions between the partners [28][29][30][31][32][33][34][35][36] leading to charge separation and transport, directional energy transfer, new optical and photophysical properties not observed in the separate molecules. [37][38][39][40][41][42][43][44][45][46] Moreover, spectroscopic changes often provide valuable information about the relative orientation of adjacent chromophores in a given environment. [39,[47][48][49][50] Among the most prominent examples of electronic interactions with pronounced effects is the formation of J-and H-aggregates.…”

Chromophoric and Dendritic Phosphoramidites Enable Construction of Functional Dendrimers with Exceptional Brightness and Water Solubility

“…[8] The progress on water-soluble and non-water-soluble perylene-based polymers has been summarized in recent publications. [9] A major obstacle encountered in the tightly spaced dendrimers is fluorescence self-quenching, resulting in limited dendrimer brightness in aqueous systems.…”

Quadruple π Stack of Two Perylene Bisimide Tweezers: A Bimolecular Complex with Kinetic Stability

“…Accordingly, examples of kinetically stable supramolecular structures are given either for large but structurally less defined aggregates [9][10][11] or discrete selfassemblies that are attainable by using multiple intermolecular interactions [12][13][14] or stronger metal ion-ligand interactions, [15][16][17][18] the latter represent a borderline case between covalent and noncovalent chemistry. In our recent work on perylene bisimide (PBI) dyes, [19,20] we realized that PBI-PBI interactions are stronger than those of any other p-p stacking interactions reported for other p scaffolds, for example, hexabenzocoronenes, phthalocyanines, phenylacetylene macrocycles, and naphthalene bisimides. [21] Thus, we envisioned that the formation of discrete well-defined and kinetically persistent PBI aggregates might be feasible for self-assemblies of rather modest size.…”