Design und Synthese neuer Azoimidazol-Liganden für die Licht-Induzierte Spinschaltung von Nickel(II)-Porphyrinen

Heitmann, Gernot

Magnetische Bistabilität in Einzelmolekülen ist für eine Vielzahl von Anwendung interessant, beispielsweise für die Realisierung eines schaltbaren Kontrastmittels für die Magnetresonanztomographie (MRT). Das Light-Driven Coordination-Induced Spin State Switch (LD-CISSS) Konzept ist der erfolgreichste Ansatz für die reversible Spinschaltung bei Raumtemperatur in homogener Lösung. Es beruht auf der Änderung der Koordinationszahl (KZ) eines Metallions durch die lichtgetriebene Assoziation bzw. Dissoziation von photochromen Liganden. In einer quadratisch-planaren Koordinationsumgebung (KZ 4) ist Ni(II) stets diamagnetisch (S = 0), während quadratisch-pyramidale oder oktaedrische Ni(II)-Komplexe (KZ 5, bzw. 6) einen paramagnetischen High-Spin-Zustand (S = 1) einnehmen. In dieser Arbeit wurden photoschaltbare Liganden auf Basis von N-Methylimidazol eingesetzt, um den Spinzustand von Ni(II)porphyrinen zu kontrollieren. Die verwendeten Phenylazoimidazole zeigen eine lichtinduzierbare cis/trans-Isomerisierung und wurden so konzipiert, dass nur eines der Photoisomere in der Lage ist, an das quadratisch-planare Ni(II)porphyrin zu koordinieren.

Magnetic bistability in single molecules is of great interest for a number of different applications, e.g. for switchable contrast agents for magnetic resonance imaging (MRI). The Light-Driven Coordination-Induced Spin State Switch (LD-CISSS) concept is the most successful approach for reversible spin switching at room temperature in homogeneous solution. The LD-CISSS is based on a change of the coordination number (CN) in a transition metal complex by light-driven association or dissocation of photochromic ligands. Ni(II) in a square-planar coordination environment (CN 4) is always diamagnetic (S = 0) whereas a square-pyramidal or octahedral coordination sphere (CN 5 or 6) gives rise to a paramagnetic high spin state (S = 1). Within this thesis, photoswitchable ligands based on N-methylimidazole were used to control the spin state of Ni(II)porpyhrins. The applied phenylazoimidazoles exhibit photoinduced cis/trans isomerization and were designed for permitting only one of the photoisomers to coordinate to the Ni(II) center.

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Heitmann, Gernot: Design und Synthese neuer Azoimidazol-Liganden für die Licht-Induzierte Spinschaltung von Nickel(II)-Porphyrinen. 2016.

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