Design synthesis and properties of pyrene fused azaacenes and their applications in organic electronics Zusammenfassung: Die vorliegende Dissertation befasst sich im Wesentlichen mit der Darstellung und der Untersuchung pyren verbundener Azaacene. Basierend auf den durchgeführten Synthesen und den untersuchten Eigenschaften der erhaltenen Acene wurde die vorliegende Arbeit in folgende 5 Abschnitte unterteilt. Kapitel 1: Kleine Moleküle für die organische Elektronik. Dieses Kapitel enthält eine kurze Einführung zu den bekanntesten Anwendungsmöglichkeiten der organischen Elektronik beispielsweise in Form organischer Feldeffekttransistoren (OFETs) organischer Leuchtdioden (OLEDs) und der organischen Photovoltaik (OPV). Mit Bezug auf die in der vorliegenden Dissertation verwendeten Acene wurde auch die Bedeutung kleiner Moleküle für die organische Elektronik kurz erläutert. Kapitel 2: Entwurf Synthese und Eigenschaften von pyren verbundenen Azaacenen. Das Ziel dieses Projekts war die Entwicklung einer neuen Methodik zur Synthese ultralanger und diskreter pyren verbundener Azaacene inklusive der Überwindung problematischer Aspekte bezüglich ihrer Synthesen und Löslichkeiten. Die neuentwickelte Methodik basierte auf der Darstellung einer Serie von geladenen und ungeladenen Bausteinen mit löslichkeitsverbessernden Gruppen die in einem zyklischen Prozess zu pyren verbundenen Azaacenen zusammengesetzt wurden und dadurch nicht nur ihre Synthese deutlich erleichterte sondern auch die halbleitenden Eigenschaften die Löslichkeiten und die Verarbeitbarkeiten der dargestellten Azaacene sichtbar verbesserte. Aufgrund abnehmender Löslichkeiten wurden die Azaacene nur bis zu 7 verbundenen aromatischen Ringen d.h. nur bis zur Stufe der Heptacene synthetisiert und charakterisiert. Kapitel 3: Entwurf Synthese und Eigenschaften 2 7 substituierter pyren verbundener Azaacene als Materialien mit niedrigen LUMO Niveaus für OPV Anwendungen. In diesem Projekt konnte eine neue synthetische Route zur Darstellung pyren verbundener Azaacene mit verschiedensten Substituenten an den 2 7 Positionen des Pyrens entwickelt werden. Auf dem gleichen Syntheseweg wurden pyren verbundene Hexacene und Octacene erhalten und ihre elektrochemischen und photophysikalischen Eigenschaften untersucht. Diese Syntheseroute konnte ebenfalls zur Darstellung von Materialien mit niedrigen LUMO Niveaus genutzt werden in Form eines einfachen Cyclokondensations Protokolls. Zur gezielten Absenkung der LUMO Niveaus wurden Diamine mit elektronenziehenden Gruppen verwendet ... Zusammenfassung: This thesis is mainly based on synthesis of pyrene fused azaacenes. Based on the synthesis and properties of obtained azaacenes the thesis has been divided into five sections as follow. 1) Small molecules for organic electronics: This chapter contains brief introduction of organic electronic devices such as Organic Field Effect Transistors (OFETs) Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) and Orgainc Photovoltaics (OPVs). As well as the role of small molecules i.e. acenes in the organic electronic has been briefly explained. 2) Design synthesis and properties of pyrene fused azaacenes: The objective of this project was to develop a new method for the synthesis of ultralong and discrete pyrene fused azaacenes to overcome all the aspects related to their synthesis and solubility. Such novel methodology is based on the synthesis of a series of charged and uncharged building blocks with solubilising groups that can be assembled in a cyclic proccess to yield pyrene fused azaacenes facilitating their synthesis and enhancing their semiconducting properties solubility and processability. Due to the lack of solubility azaacenes only upto seven fused aromatic rings i. e. “heptacene” was synthesized and characterized. 3) Design synthesis and properties of versatile 2 7 substituted pyrene fused azaacenes as low LUMO materials for OPV: In this project new synthetic route has been developed following which it was possible to synthesize pyrene fused azaacenes with variety of substitutions on the 2 7 position of pyrene. Following the route synthesis of pyrene fused “hexacenes” and “octacenes” was carried out and their electrochemical and photophysical properties were studied. This route was further utilized for synthesis of low LUMO material designed with simple cyclocondensation protocol. In order to lower the LUMO diamines with electron withdrawing groups were used. Obtained low LUMO material has been utilized for organic photovoltaic device. 4) Synthesis and properties of “twisted” pyrene fused azaacenes: In this project synthesis of twistacenes has been carried out using easy synthetic protocol. The synthetic scheme was based on cyclocondensation of substituted o phenylenediamine with 2 7 substituted pyrene tetraketone. The respective substitutions on damine and tetraketone moieties was carried out by Sonogashira coupling that provided rigidity as well as the substitutents were posed away from core that avoided electronic int ...