Hochauflösendes Massenspektrometer
Final Report Abstract
Das hochauflösende Massenspektrometer micrOTOF QU der Firma Bruker Daltonik wurde in einer Vielzahl arbeitsgruppenübergreifender Projekte zur standardmäßigen Charakterisierung aller darin neu dargestellten Verbindungen eingesetzt. Durch die hohe Auflösung in Kombination mit der MS"- Funktion war es dabei möglich, die Moleküle hinsichtlich Zusammensetzung und Struktur zu charakterisieren. Es konnten je nach Projekt Verbindungen, angefangen von kleinen, organischen Molekülen mit Heteroatomen (Organische Chemie) über Komplexverbindungen und metallorganische Systeme (Anorganische Chemie, Koordinationschemie) bis hin zu niedermolekularen Polymeren (Supramolekulare Chemie, Polymerchemie) untersucht werden. Die Ergebnisse der massenspektrometrischen Untersuchungen wurden bisher in mehr als 40 Publikationen veröffentlicht. Moderne Aspekte in der Anorganischen Chemie werden von der Metallorganischen Chemie und der Komplexchemie repräsentiert. Beide Bereiche sind nicht nur von akademischem, sondern auch technologischem Interesse, wobei der wirtschaftliche Aspekt von der Homogenen Katalyse bis hin zu Neuen Materialien reicht. Die Forschungstätigkeiten der Professur für Anorganische Chemie, in denen das Massenspektrometer zum Einsatz kommt, konzentrieren sich auf heteromultimetallische Komplexe, Katalyse sowie Metall- bzw. MetaIloxid-Precursoren für Nanomaterialien und Beschichtungen. Im Bereich der heteromultimetallischen Komplexe gelang es erstmalig Verbindungen, die bis zu sieben unterschiedliche Übergangsmetalle aufweisen, darzustellen. Dabei werden die Metalle durch kohlenstoffreiche Brückenbausteine miteinander verknüpft, um eine elektronische Kommunikation zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang wurden spektroelektrochemische Studien (CV, UV-Vis, NIR, IR, ESR, Mössbauer) zunächst an einfacheren homometallischen Mehrkernsystemen durchgeführt, um die Vorgange in komplexeren Molekülen verstehen zu können. Zur eindeutigen Bestimmung von Struktur und Zusammensetzung der teilweise schwierig zu synthetisierenden Verbindungen wurde die ESI-TOF Massenspektrometrie erfolgreich eingesetzt. Im Vordergrund der Arbeiten auf dem Katalyse-Sektor steht die Synthese von (planar-)chiralen Metallocenphosphan-Komplexen und deren Verwendung als Katalysatoren in C,C-Kreuzkupplungs- Reaktionen (Heck, Stille, Suzuki, ...). Zur Charakterisierung dieser neuen Katalysatoren wird die ESIMassenspektrometrie benötigt. Zur Erzeugung von metallischen bzw. metalloxidischen Materialien bzw. Schichten im Nanometer-Bereich werden Ethylenglykolether-funktionalisierte Meta Ilea rboxy late von Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Fe, Co, Ni, Zn etc. unter Inertbedingungen bzw. in Gegenwart von Sauerstoff thermisch zersetzt. Diese Verbindungen werden zudem zur Herstellung flexibler, leitfähiger Strukturen mittels des Inkjet Drucks eingesetzt. Ein alternativer Weg zur Herstellung von Nanopartikeln liegt in der Verwendung von Dendrimeren. Dies sind dreidimensionale, perfekt verzweigte, monodisperse Moleküle mit radialer Symmetrie. Wir nutzen u. a. Ollgoethylenglykol-funktionalisierte Polyamidoamin-Dendrimere (PAMAM) zur Komplexierung von Metall- Kationen. Unter Verwendung eines Reduktionsmittels werden diese reduziert und bilden Nanopartikel, welche von der Dendrimer-Matrix stabilisiert werden. Auf diese Weise ist die Darstellung von metallischen (Au, Ag, Cu, Rh, etc.) und metalloxidischen (z. B. Fe304) Nanopartikeln möglich, welche interessante elektrische und magnetische Eigenschaften besitzen. Die Vorstufen (Precursoren) der erzeugten Nanomaterialien wurden u.a. mittels ESI-TOF Massenspektrometrie umfassend charakterisiert.
Publications
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