Dokument: Tuning Roseolumiflavin Properties by Multicomponent Crystallization: Structural, Energetic, and Photophysical Perspective

Titel:	Tuning Roseolumiflavin Properties by Multicomponent Crystallization: Structural, Energetic, and Photophysical Perspective
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=72589
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20260407-094810-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Haj Hassani Sohi, Takin [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 42,24 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 16.03.2026 / geändert 16.03.2026
Beitragende:	Prof. Dr. Janiak, Christoph [Gutachter] Prof. Dr. Ganter, Christian [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Diese Arbeit dient der ersten systematischen Untersuchung von Roseolumiflavin, einem im roten Bereich emittierenden Flavinderivat, im Rahmen eines Crystal Engineering Ansatzes. Dieses organische Chromophor wurde als Modell-Flavin genutzt, um Multikomponenten-Kristallsysteme zu entwickeln mit der Absicht, das Festkörper-Emissionsverhalten gezielt zu modifizieren. Als funktionelle Anknüpfstelle diente die Imidgruppe, damit kontrollierte supramolekulare Synthone auf Basis von Wasserstoffbrücken (HB) und Halogenbindungen (XB) gebildet werden. Es wurden binäre Ko-Kristalle, sowie Solvate und ein Hydrat erhalten. Zudem wurde eine systematische Serie binärer, inklusive ternärer Ko-Kristalle mit anteiligem Protonenübertrag, mit N-Heterozyklen und Säuren als zweite bzw. dritte Komponente näher untersucht. Ein beobachteter photophysikalischer Trend der Ko-Kristallsysteme ist die konsistent blauverschobene Fluoreszenz gegenüber reinem Roseolumiflavin. Dabei nimmt die Verschiebung mit dem Ausmaß der Reorganisation des Packungsmusters zu und kann in protontransfer-stabilisierten ternären System weiter verstärkt werden. Auch konnte durch Solvate und einem Hydrat ein physikochemischer Einfluss auf thermische Stabilität beobachtet werden, welches den Einfluss des Crystal Engineering Ansatzes auf Materialeigenschaften untermauert. Topologische Analysen ermöglichen die Quantifizierung ausgewählter Wechselwirkungsbeiträge sowie die qualitative Erfassung dispersiver Beiträge. HB an der Imidgruppe des Flavins wirken strukturleitend und motivbildend. Stapelkontakte liefern wichtige Stabilitätsbeiträge zur Bildung der Packungen. Ein paralleles Ziel war es zu ermitteln, inwiefern diese Systeme auf Basis von mechanochemischen Syntheseprozessen erhalten werden können, da hierdurch auch ein übergeordneter nachhaltiger Ansatz verfolgt werden konnte. Tatsächlich konnte eine große Mehrheit der Systeme durch die lösungsmittelarme, flüssigkeitsunterstützte Vermahlung (liquid-assisted grinding, LAG) gebildet werden. Zusammengefasst lässt sich aus den Ergebnissen ein übergreifendes Designprinzip ableiten: Gezielte Modifizierung der Festkörper-Emission von Roseolumiflavin gelingt über die Imidgruppe mit definierten, supramolekularen HB und XB Synthonen, welche das Stapelmuster kontrolliert reorganisieren oder ersetzen. Die daraus resultierende Veränderung der lokalen Wechselwirkungshierarchie bestimmt maßgeblich die Stabilität und inwieweit das optische Verhalten beeinflusst werden kann. This work constitutes the first systematic investigation of roseolumiflavin, a flavin derivative that emits in the red range, within the framework of a crystal engineering approach. This organic chromophore was chosen as a model flavin to develop multicomponent crystal structures in order to target the modification of solid-state emission behavior. The imide group served as a functional recognition site to form controlled supramolecular synthons based on hydrogen bonds (HB) and halogen bonds (XB). Binary co-crystals, solvates and hydrates were obtained. In addition, a systematic series of binary co-crystals as well as partially protonated ternary co-crystals with N-heterocycles and acids as the second or third component, respectively, was investigated in more detail. One photophysical trend observed in the co-crystal systems is the consistent blue shift in fluorescence compared to pure roseolumiflavin, with the shift increasing with the extent of the reorganization of the packing pattern, even further enhanced in the case of the proton transfer-stabilized ternary systems. Solvates and hydrates also had a physicochemical effect on thermal stability, supporting the influence of the crystal engineering approach on material properties. Topological analyses allow quantification of selected interaction contributions and the qualitative assessment of dispersive contributions. HB at the imide group of flavins act as a structural guide. Stacking contacts further provide important stability contributions to packing formation. A concurrent objective was to determine the extent to which these systems can be obtained on the basis of mechanochemical synthesis processes, as this would also allow a more sustainable approach to be pursued. In fact, a large majority of the systems could be formed using a low-solvent liquid-assisted grinding (LAG) method. In summary, an overarching design principle can be derived from the results: Targeted modification of the solid-state emission of roseolumiflavin can be achieved via the imide group with defined HB and XB supramolecular synthons, which reorganize or replace the stacking pattern in a controlled manner. The resulting change in local interaction hierarchy significantly determines the stability and the degree to which the optical behavior can be influenced.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Anorganische Chemie und Strukturchemie
Dokument erstellt am:	07.04.2026
Dateien geändert am:	07.04.2026
Promotionsantrag am:	20.01.2026
Datum der Promotion:	10.03.2026