Das Hauptziel dieses Promotionsprojekts ist es, im Sinne eines aktiven Umweltschutzes neue Konzepte für die nachhaltige und effiziente Nutzung der Sonnenenergie zu entwickeln. Zu diesem Zweck soll die reversible [4+4]-Photodimerisierung von Anthracen als funktionelles System für die Umwandlung und Speicherung von Sonnenlicht als chemische Energie erforscht und etabliert werden, da dieser Ansatz zur Nutzung von Sonnenenergie bisher weitgehend vernachlässigt wurde. Um eine kontrollierte, effiziente und nachhaltige Freisetzung der gespeicherten Energie in Form von Wärme zu erreichen, soll die Rückreaktion vorzugsweise in einem wässrigen Medium anstelle von organischen Lösungsmitteln untersucht werden. Die Effizienz der Photodimerisierungsreaktion soll durch die Verknüpfung von zwei Anthraceneinheiten in einem Molekül über aliphatische Ketten optimiert, wodurch die bimolekulare Reaktion in eine effizientere und leichter zu kontrollierende monomolekulare Reaktion umgewandelt wird. Mit Blick auf zukünftige Anwendungen werden Anthracenderivate so funktionalisiert, dass sie sich auf Oberflächen anbringen lassen und so eine mobile und wiederverwendbare Einheit zur Energieumwandlung und Energiespeicherung bilden. Zunächst werden neuartige, gezielt funktionalisierte Anthracenderivate mit hauptsächlich sterisch anspruchsvollen Arylsubstituenten über den Syntheseweg synthetisiert, den ich in meiner Masterarbeit etabliert habe. Auf diese Weise lassen sich maßgeschneiderte Anthracene mit den für die gewünschte Anwendung erforderlichen Funktionalitäten herstellen. Wie bereits in meiner Masterarbeit gezeigt, beeinflussen Anthracensubstituenten die Reaktionsgeschwindigkeit und dieRegioselektivität der Photodimerisierung erheblich. Daher soll die systematische Untersuchung einer Reihe von Derivaten einen besseren Einblick in die Parameter geben, die die Effizienz der Photodimerisierung und Cycloreversion bestimmen, und schließlich die Identifizierung der am besten geeigneten Anthracenderivate für die Energieumwandlung und Energiespeicherung ermöglichen. Bestrahlungsexperimente sollen außerdem durch In-situ-Kernresonanzspektroskopie in Echtzeit verfolgt werden, d.h. einer bislang für diese Zwecke nur in der Arbeitsgruppe von Prof. Ihmels angewendeten Methode, die die Verfolgung der Photoreaktion und der dabei gebildeten Produkte in Echtzeit erlaubt.Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung der Anthracenphotodimerisierung und Cycloreversion in wässrigem Medium, um die Effizienz der Reaktionen zu erhöhen und die Abhängigkeit von ökologisch und ökonomisch ungünstigen organischen Lösungsmitteln zu vermeiden. Insbesondere die Cycloreversionsreaktion, bei der die gespeicherte Energie freigesetzt wird, ist bislang in diesem Bereich nicht systematisch und ausreichend untersucht worden. Ein wesentlicher Nachteil der Photocycloaddition von Anthracenen im Vergleich zu anderen photochromen Reaktionen ist ihre bimolekulare Natur, die höhere Konzentrationen und eine optimale Anordnung der beiden reagierenden Einheiten erfordert. Um dieses Problem zu umgehen, wird der etablierte Ansatz angewendet, die Reaktion in einen monomolekularen Prozess umzuwandeln, indem eine Verbindung zwischen zwei Anthraceneinheiten eingeführt wird. Dazu wird eine systematische Serie mit verschiedenen Verbindungslängen und Funktionalitäten synthetisiert, um die optimale Verbindung für die Anthracene zu identifizieren. In der Anwendung soll das System als mobile Quelle für Energieumwandlung und Energiespeicherung genutzt werden. Dafür sollen verschiedene Methoden zur Anbringung von Anthraceneinheiten auf einer Glasoberfläche angewendet werden, und anschließend soll das Potenzial dieses Materials zur Speicherung und Freisetzung von Energie durch die Photocycloaddition und Cycloreversion des auf der Oberfläche immobilisierten Anthracens untersucht werden.