Chalcogenidometallate-Organic Hybrid Compounds and Networks: Experimental and Theoretical Studies on Syntheses and Reactivity

• Applicant: Professorin Dr. Stefanie Dehnen
• Subject Area: Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2010 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 168151135

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Im Rahmen des Projekts wurden experimentelle und theoretische Untersuchungen zu Chalkogenidometallat-organischen Hybridverbindungen der allgemeinen Formel [(RFmT)x(LnM)yEz] (RF = (bi)funktioneller, organischer Ligand; T = Ge, Sn; L = Komplexligand; E = O(H), S, Se, Te; n, y ≥ 0) angestellt. Die Arbeiten stellten die Fortsetzung und Erweiterung entsprechender Arbeiten im Vorgängerprojekt dar und legten den Grundstein zu neuerlichen Erweiterungen der Thematik im Rahmen dreier aktuell laufender Verbundprojekte. Insgesamt wurden allein im letzten Förderzeitraum über 50 neue Verbindungen isoliert und mit unterschiedlichen experimentellen und quantenchemischen Methoden ausgiebig analysiert. Eine der drei wichtigsten Erweiterungen in Bezug auf die Arbeiten im Vorgängerprojekt war eine grundlegende Analyse des Clusteraufbaus, welche uns an einigen Beispielen gelang. Weiterhin stand die Einführung neuartiger Liganden wie Nitril-terminierter oder diamantoider Gruppen und N-Donor-Liganden im Fokus. Bei Letzteren konnten Wechselwirkungen mit Metallionen nachgewiesen werden, aber es wurde auch deutlich, dass die Konkurrenz durch Koordination der Zinnatome selbst beachtlich ist, und dass zudem der Zusatz von Metallionen zur Zersetzung der Cluster führen kann. Bei der anderen wesentlichen Erweiterung lag der Fokus auf Metallocen-Liganden als alternativem Zugang zu Clustern mit externen Metallkomplexen. Hierbei konnten zahlreiche neue Produktfamilien auf Basis von [SnxEy]-Clustern erschlossen werden (E = O(H), S, Se, Te). Neben Ferrocenyl-Gruppen wurden auch Ruthenocenyl-Liganden angebunden, die allerdings zu einer deutlichen Destabilisierung der Cluster führten. Neben einer reichhaltigen Struktur- und Folgechemie standen hier besonders elektrochemische Eigenschaften im Zentrum des Interesses. In beiden Untersuchungsreihen zu neuen Liganden spielten verbrückende Liganden zur Vernetzung anorganischer Clusterbausteine eine wichtige Rolle. Die Studien zeigten, dass die Bildung ausgedehnter Netzwerke sowohl thermodynamisch als auch kinetisch zwar stets einer intramolekularen Vernetzung unterliegt, dass die intramolekulare Vernetzung allerdings sowohl eine Verknüpfung separierter Clustereinheiten als auch das Umhüllen solider Cluster bedeuten kann.

Publications

• "From Simple Chalcogenidotetrelate Precursors to Complex Structures and Functional Compounds" Z. Anorg. Allg. Chem. 2012, 638, 2425-2440 (Front Cover)
  Heine, Johanna & Dehnen, Stefanie
  
• "Synthesis, Structures and Light-Induced Transformation of Keto-Functionalized Selenidogermanate Complexes" Z. Anorg. Allg. Chem. 2012, 638, 1663-1666
  Heimann, Samuel; Hołyńska, Małgorzata & Dehnen, Stefanie
  
• "Directed Formation of a Ferrocenyl-Decorated Organotin Sulfide Complex and its Controlled Degradation" Inorg. Chem. 2013, 52, 12332–12334
  You, Zhiliang & Dehnen, Stefanie
  
• "Functionalized Organotin Chalcogenide Complexes Exhibiting Defect-Heterocubane Scaffolds: Formation, Synthesis and Characterization" Chem. Eur. J. 2013, 19, 13792-13802
  Eußner, Jens P.; Barth, Beatrix E. K.; Leusmann, Eliza; You, Zhiliang; Rinn, Niklas & Dehnen, Stefanie
  
• "Modification of Sn/S Cages with Bisfunctional Ferrocenyl Ligands" Dalton Trans. 2013, 42, 8179-8182 (Front Cover)
  Z. You, D. Fenske, S. Dehnen
  
• "Towards the installation of transition metal ions on donor ligand decorated tin sulfide clusters" Chem. Commun. 2013, 49, 6590-6592
  B.E.K. Barth, E. Leusmann, K. Harms, S. Dehnen
  
• "Attachment of Chelating Ligand Pockets to Tinorganyl Moieties" Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 2406-2411
  Barth, Beatrix E. K.; Harms, Klaus & Dehnen, Stefanie
  
• "Diamondoid hydrazones and hydrazides: sterically demanding ligands for Sn/S cluster design" Organometallics 2014, 33, 1678–1688
  Barth, Beatrix E. K.; Tkachenko, Boryslav A.; Eußner, Jens P.; Schreiner, Peter R. & Dehnen, Stefanie
  
• "Ferrocenyl-Functionalized Sn/Se and Sn/Te Complexes: Synthesis, Reactivity, Optical, and Electronic Properties" Inorg. Chem. 2014, 53, 12512−12518
  You, Zhiliang; Bergunde, Jakob; Gerke, Birgit; Pöttgen, Rainer & Dehnen, Stefanie
  
• "Organotin-Oxido Cluster-Based Multiferrocenyl Complexes by,Hydrolysis of Ferrocenyl-Functionalized Organotin Chlorides" Chem. Eur. J. 2014, 20, 13491–13496
  You, Zhiliang; Möckel, Robert; Bergunde, Jakob & Dehnen, Stefanie
  
• "Synthesis, Crystal Structure and Photoluminescence Studies of a Ruthenocenyl- Decorated Sn/S Cluster" Inorg. Chem. 2014, 53, 4228-4233
  Leusmann, Eliza; Wagner, Mona; Rosemann, Nils W.; Chatterjee, Sangam & Dehnen, Stefanie
  
• "Acid- or Base-Induced Rearrangements of Ferrocenyl-Decorated Organotin Sulfide Cages" Eur. J. Inorg. Chem. 2015, 5322−5328
  You, Zhiliang; Harms, Klaus & Dehnen, Stefanie
  
• "Synthesis and thorough investigation of discrete organotin telluride clusters" Chem. Eur. J. 2015, 21, 12376−12388
  Eußner, Jens P.; Kusche, Ralph O. & Dehnen, Stefanie