Rhamnolipide sind hochfunktionelle Moleküle, welche unter anderem vom Bakterium
Pseudomonas aeruginosa produziert werden. Der strukturelle Aufbau der Rhamnolipide
mit hydrophilen Zuckereinheiten und langen hydrophoben Alkylketten machen diese Substanzklasse
zu Vertretern der Biotenside. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden,
dass die Synthese langkettiger Rhamnolipidester unter milden Reaktionsbedingungen in
hohen Ausbeuten möglich ist. Die optimierte Reaktionsführung erwies sich als sehr robust
und auch eine Skalierbarkeit im Multigramm-Maßstab war erfolgreich.

In unpolaren Lösungsmitteln bilden Dirhamnolipidester bereits bei sehr geringen Konzentrationen
von 1% (w/w) hochviskose Flüssigkeiten bzw. Gele.

Rheologische Untersuchungen haben gezeigt, dass die gelierende Eigenschaft der
Dirhamnolipidester auf die Bildung inverser wurmartiger Mizellen zurückzuführen ist.
Die Verschränkung unterschiedlicher Wurmmizellen aufgrund schwacher Dispersionswechselwirkungen
zwischen den Alkylketten führt zu netzwerkartigen Strukturen, in denen das Lösungsmittel immobilisiert wird. Strukturabhängige Bestimmungen der
Phasenübergangstemperaturen zeigten, dass die Gelbildungsfähigkeit der Dirhamnolipidester
mit zunehmender Kettenlänge abnimmt.

In einer doppeltlogarithmischen Auftragung der dynamischen Module G’ (Speichermodul)
und G” (Verlustmodul) gegen die Scherfrequenz zeigt sich das charakteristische
Bild wurmartiger Mizellen mit einer halbkreisförmigen Anordnung der dynamischen
Module in der Cole-Cole-Auftragung. Die Bildung netzwerkartiger Strukturen
konnte außerdem mit Hilfe bildgebender Verfahren (POM- und AFM-Mikroskopie) gezeigt
werden. Die Reversibilität der Gelbildung konnte anhand von DSC-Untersuchungen
bestätigt werden.
In dieser Arbeit konnte weiterhin gezeigt werden, dass Dirhamnolipidester als nichtionische
Tenside in der Lage sind, O/W-Emulsionen zu stabilisieren. Die Stabilität ist hierbei
stark abhängig von der Formulierung der Emulsionen sowie der Kettenlänge der eingesetzten
Dirhamnolipidester.

Im zweiten Teil der Arbeit wurden 1-Aminocyanoindol- und N-substituierte p-Cyanoanilinderivate
hinsichtlich ihrer spektroskopischen Eigenschaften untersucht. Hierbei handelt es
sich um Akzeptor-Donor-Systeme mit unterschiedlichen Substitutionsmustern. Mit Hilfe quantenchemischer Rechnungen
konnte gezeigt werden, dass im angeregten Zustand zwei Zustände existieren, die Minima
auf der Energiehyperfläche darstellen. Diese Zustände wurden als ein ICT- und ein PLICT-Zustand identifiziert. Da die Emission theoretisch aus beiden Zuständen gleichzeitig
erfolgen kann, wenn diese im thermodynamischen Gleichgewicht vorliegen, handelt
es sich bei modifizierten 1-Aminocyanoindolderivaten um potentielle Vertreter von Substanzen,
die eine duale Fluoreszenz aufweisen.

Die spektroskopischen Untersuchungen zeigten, dass N-alkylierte 1-Aminoindole nur eine
Bande im Emissionsspektrum aufweisen. Diese Bande konnte aufgrund des solvatochromen
Effekts und der hohen Stokes-Verschiebung von > 12 000 cm−1 der Emission aus dem
PLICT-Zustand zugeordnet werden, welche durch eine Rotation im angeregten Zustand
charakterisiert ist.

Akzeptormodifizierte 1-Aminoindole mit einer Cyanogruppe zeigen eine mehr oder weniger
ausgeprägte duale Fluoreszenz. Beide Emissionsbanden haben einen deutlichen solvatochromen
Effekt und stammen daher aus einem Zustand, der durch einen Ladungstransfer
nach der Anregung gekennzeichnet ist.Weiterhin konnte aus den spektroskopischen Ergebnissen
abgeleitet werden, dass die duale Fluoreszenz auf zwei unterschiedliche Strukturen
(anti- und syn-Isomer) im Grundzustand zurückzuführen ist. Während eine Emissionsbande
die Charakteristika (solvatochromer Effekt und spektrale Lage) gewöhnlicher Indolderivate
aufweist, ist die zweite Bande deutlich bathochrom verschoben (Stokes-Verschiebung
> 11 000 cm−1 in Ethylacetat). Basierend auf den quantenchemischen Rechnungen
kann davon ausgegangen werden, dass es sich bei den Banden um Emissionen aus dem
anti-ICT- sowie PLICT-Zustand handelt. Weiterhin kann die Ursache des Auftretens der
dualen Fluoreszenz anhand der Abhängigkeit der Fluoreszenzquantenausbeute von der Polarität
des Lösungsmittels plausibel erklärt werden: In polaren Lösungsmitteln wird der
PLICT-Zustand so stark stabilisiert, dass ein strahlungsfreier Übergang in den Grundzustand
erfolgen kann. Folglich wird die ICT-Emission sichtbar und die Gesamtquantenausbeute
nimmt ab.