@PhdThesis{macau_mods_00003762, author = {R{\"o}hricht, Fynn}, title = {In Silico Design funktionaler Molek{\"u}le: Vorhersage und Erkl{\"a}rung molekularen Verhaltens durch Dichtefunktionaltheorie}, year = {2023}, publisher = {Christian-Albrechts-Universit{\"a}t zu Kiel}, address = {Kiel}, keywords = {Organische Chemie; Quantenchemie; Dichtefunktionaltheorie; DFT; Photoschalter; Azobenzol; Diazocin; Anisotropie der induzierten Stromdichte; ACID; Aromatizit{\"a}t; Elektronische Delokalisierung}, abstract = {In dieser Dissertation wurden unterschiedliche Methoden der Dichtefunktionaltheorie verwendet, um eine Reihe von funktionalen Molek{\"u}le quantenmechanisch zu beschreiben. Dabei reichen die Themen vom Design neuer Verbindungen {\"u}ber die Vorhersage thermodynamischer, elektronischer und photophysikalischer Eigenschaften bis zur Erkl{\"a}rung von experimentellen Ph{\"a}nomenen. Der Hauptfokus der Arbeit liegt auf der Untersuchung und Entwicklung von Azo-basierten Photoschaltern. So konnte die durch Goldoberfl{\"a}chen beschleunigte Relaxation von Azobenzol (AB) aufgekl{\"a}rt werden. Diese Spin-Switch-Katalyse konnte durch intelligentes Molek{\"u}ldesign und die somit einstellbare Kopplung zur Oberfl{\"a}che nachgewiesen werden. AB erf{\"a}hrt bei ausreichender Kopplung zum Leitungsband des Substrates ein intersystem crossing und die Relaxation wird nicht mehr adiabatisch, sondern durch die quantenmechanische Durchtrittswahrscheinlichkeit bestimmt. Um zu untersuchen, ob dieser Mechanismus auch f{\"u}r {\"a}hnliche Systeme gilt, wurden weitere Konzepte mit Diazocine (DACs) entwickelt. Da das Stammsystem jedoch einige Schwachstellen bez{\"u}glich Synthese und Substitution aufweist, wurden mit Hilfe von quantenchemischen Rechnungen verschiedene neue DACs entwickelt. Neben der Untersuchung von Photoschaltern wurde die Anisotropie der induzierten Stromdichte (ACID) Methode verwendet, um verschiedene Konzepte von elektronischer Delokalisierung aufzudecken und zu beweisen. Durch die quantitative und qualitative Auswertung mittels ACID konnte so die Stereo- und Regiochemie von Diels-Alder-Reaktionen an Porphyrinen und Derivaten vorausgesagt und erkl{\"a}rt werden. Zus{\"a}tzlich half die Methode, Aromatizit{\"a}t in dreifach verdrillte M{\"o}biusstrukturen nachzuweisen sowie Konjugation durch den freien Raum ohne kovalente Bindung visuell aufzuzeigen und somit zu belegen.}, url = {https://macau.uni-kiel.de/receive/macau_mods_00003762}, file = {:https://macau.uni-kiel.de/servlets/MCRFileNodeServlet/macau_derivate_00004967/Fynn_Roehricht-Dissertation_kurz.pdf:PDF}, language = {de} }