Modulare DNA-Chromophor-Architekturen und deren potenzielle Anwendung als Lichtsammelsysteme

In dieser Arbeit wurde die Synthese modularer DNA-Chromophor-Architekturen und deren potenzielle Anwendung als Lichtsammelsystem untersucht. Zur sequenzspezifischen Darstellung wurde eine Assemblierung von clickfähigem 5-Pyren-2‘-desoxyuridin an strukturgebende Template und eine Konjugation mittels kupferkatalysierter Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC) durchgeführt. Im weiteren Verlauf wurde die Strategie zugunsten eines modularen Aufbaus unter Verwendung von ethinylmodifizierten DNA-Bausteinen und der Azide von Pyren, BODIPY sowie Porphyrin angepasst. Weitere Erkenntnisse für einen möglichen postsynthetischen Zugang zu mehrfachmodifizierten Oligonukleotiden wurde über eine CuAAC vice versa erhalten. ... mehrDie spektroskopische Analyse zeigte einen distanzabhängigen Energie- und Ladungstransfer zwischen den Chromophoren. Im letzten Teil dieser Arbeit wurden pyrenmodifizierte Oligonukleotide als artifizielles Lichtsammelsystem in Kombination mit dem
Rutheniumkomplex [Ru(bpy)2(dppz)]2+ untersucht. Dabei zeigte sich im Einzel- und Doppelstrang ein Energieübertrag ausgehend von Pyren. Die daraus erhaltenen Erkenntnisse dienen somit als Grundlage für eine zukünftige Anwendung der Oligonukleotide beispielsweise im Rahmen der Photokatalyse.

This work investigated the synthesis of modular DNA-chromophore-architectures and their potential application as light-harvesting-system. First, a sequence-specific approach using a clickable 5-pyrene-2‘-deoxyuridine was tested, which involved the assembly onto a template followed by conjugation via copper-catalyzed-azide-alkyne cycloaddition (CuAAC). Subsequently, the strategy was adapted to facilitate a modular design using ethynylmodified DNA-building blocks and azides of pyrene, BODIPY and porphyrin. Further insights into a potential postsynthetic approach to multiple modified oligonucleotides were obtained via a CuAAC vice versa. ... mehrSpectroscopic analysis revealed distance-dependent energy- and charge transfer between the chromophores. Finally, pyrene-modified oligonucleotides were investigated as an artificial light-harvesting system in combination with a ruthenium complex. This revealed energy transfer originating from pyrene in single and double stranded DNA. These insights pave the way for utilizing DNA-chromophore-architectures in photocatalytic systems.