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Prerequisite for the rational design of functional organic materials with tailor-made electronic properties is the knowledge of the structure–property relationship for the specific class of molecules under consideration. This encouraged us to systematically study the influence of the molecular structure and substitution pattern of aromatically substituted 1,3,4-oxadiazoles on the electronic properties and packing motifs of these molecules and on the interplay of these factors. For this purpose, seven diphenyl-oxadiazoles equipped with methyl substituents in the ortho- and meta-position(s) were synthesized and characterized. Absorption and fluorescence spectra in solution served here as tools to monitor substitution-induced changes in the electronic properties of the individual molecules whereas X-ray and optical measurements in the solid state provided information on the interplay of electronic and packing effects. In solution, the spectral position of the absorption maximum, the size of Stokes shift, and the fluorescence quantum yield are considerably affected by ortho-substitution in three or four ortho-positions. This results in blue shifted absorption bands, increased Stokes shifts, and reduced fluorescence quantum yields whereas the spectral position and vibrational structure of the emission bands remain more or less unaffected. In the crystalline state, however, the spectral position and shape of the emission bands display a strong dependence on the molecular structure and/or packing motifs that seem to control the amount of dye–dye-interactions. These observations reveal the limited value of commonly reported absorption and fluorescence measurements in solution for a straightforward comparison of spectroscopic results with single X-ray crystallography. This underlines the importance of solid state spectroscopic studies for a better understanding of the interplay of electronic effects and molecular order.
Unter dem Motto „Innovation und Qualitätssicherung in der (Bio)Analytik“ werden in der Arbeitsgruppe Fluoreszenzspektroskopie der BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, funktionelle Chromophor-Systeme, einfache Signalverstärkungs- und Multiplexingstrategien sowie innovative Validierungs- und rückführbare Standardisierungskonzepte für verschiedene fluorometrische Messgrößen und Methoden entwickelt. Im Mittelpunkt stehen dabei molekulare Fluorophore, Nanokristalle mit größenabhängigen optischen Eigenschaften (sogenannte Quantenpunkte, QDs) und fluoreszierende Partikel variabler Größe sowie Sonden und Sensormoleküle für neutrale und ionische Analyte und für die Charakterisierung von funktionellen Gruppen. Dabei erfolgen auch methodische Entwicklungen für die Fluoreszenzspektroskopie, die Fluoreszenzmikroskopie, die Milcrofluorometrie, die Sensorik und die Mikroarraytechnologie. Ziele sind u. a. das Design und die Untersuchung von multiplexfähigen selektiven und sensitiven Sonden für die Biomarkeranalytik, die Entwicklung von Methoden zur Charakterisierung der signalrelevanten Eigenschaften dieser Chromophor-Systeme und zur Charakterisierung von funktionellen Gruppen an Oberflächen und ihre Validierung sowie die Entwicklung und Bereitstellung von formatadaptierbaren, flexibel ersetzbaren
Standards für die fluoreszenzbasierte Multiparameteranalytik.