Fotochromische Metall-organische Rahmenwerke auf Basis der Host-Gast-Strategie und verschiedener Viologen-Derivate zur Sensierung organischer Amine und zur Informationssicherung gegen Fälschungen

Zusammenfassung Die Einkapslung von Viologen-Derivaten in metall-organischen Rahmenwerken (MOFs) zur Konstruktion von Host-Gast-Materialien wurde aufgrund ihrer charakteristischen räumlichen Anordnung und physikalisch/chemischen Eigenschaften umfassend diskutiert. Hier wurden drei neue fotochromische MOFs (NWM-1–3) erfolgreich synthetisiert, basierend auf dem Liganden 1,1,2,2-Tetra(4-carboxylphenyl)ethylene (H4TCPE) sowie drei verschiedenen Viologen-Derivaten, die auf der Host-Gast-Strategie basieren. Bemerkenswerterweise zeigen NWM-1–3 einen bemerkenswerten reversiblen fotochromatischen Wechsel von Gelb zu Grün unter 365 nm UV-Bestrahlung. Der Abstand zwischen dem elektronendefizienten N-Atom in den Viologen und den elektronreichen Carboxylat-Sauerstoffen erfüllt den Elektronentransfer (ET)-Weg, sodass ET bei Bestrahlung erfolgt, was intermolekulare Viologenradikale erzeugt. NWM-1 ist in der Lage, farbige Reaktionen auf verschiedene flüchtige Amine durch ET zu erzeugen und ist mit bloßem Auge erkennbar. Analysen mittelsDifferentialpulsvoltammetrie (DPV) und vergleichende Experimente haben gezeigt, dass die Host-Gast-Strategie die Elektron-aufnehmende Fähigkeit von Viologen erheblich steigert und somit eine überlegene Aminsensorik ermöglicht. NWM-2 und 3 wurden in verschiedenen Anwendungen realisiert, wie Sicherheitscodes, Fingerabdrücke und QR-Codes für Fälschungssicherheit. Diese Arbeit bietet eine neue Host-Gast-Strategie zur Gestaltung hochsensibler fotochromischer Materialien und farbregulierbarer lumineszenter Materialien und bringt die Entwicklung von montierten fotochromischen Materialien näher an die Kommerzialisierung.