Synthese von heteronuklearen Elementkombinationen der 13. bis 15. Gruppe des Periodensystems
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes haben wir verschiedene Cycloalkylamino Carbene (cAAC) als Liganden eingesetzt. Diese Verbindungen haben im Vergleich zu N-heterocyclischen Carbenen (NHC) in Nachbarstellung zum Carben Kohlenstoffatom nur ein Stickstoffatom. Dadurch erreicht man, dass der HOMO-LUMO Übergang energetisch kleiner wird, und die Eigenschaften im Vergleich zum NHC sich wesentlich ändern. NHC fungiert lediglich als Donor. cAAC kann als zwei Elektronen Donor reagieren, man beobachtet weiterhin, dass sich cAAC auch mit einem Elektron an einer Delta-Bindung beteiligen kann. Dadurch entsteht ein stabiles Radikal oder eine TT-Bindung zwischen dem Carben Kohlenstoff und dem an der Bindung weiterhin beteiligten Element. Diese Unterschiede in den Eigenschaften haben wir ausgenutzt, um folgende Systeme herzustellen: (cAAC)2SiCl2 und dessen Reduktionsprodukt (cAAC)2Si wurden isoliert und durch Einkristall-Röntgenstruktur-Analyse charakterisiert. Beide Verbindungen zeichnen sich durch eine tiefblaue Farbe aus. Die erstgenannte Verbindung lässt sich beispielsweise als Bi-Radikal isolieren. Die entsprechenden Germaniumverbindungen wurden ebenfalls hergestellt und vollständig charakterisiert. Zu unserer Überraschung konnten wir feststellen, dass die Germaniumverbindungen im Vergleich zu den Siliziumverbindungen weniger stabil sind. Weiterhin haben wir das cAAC•SiCl3 Radikal hergestellt. Diese Verbindung reagiert mit Lithiumphenyl unter Austausch der drei Chloratome gegen Phenylgruppen ohne Änderung des radikalischen Charakters der Ausgangsverbindung. Zum Vergleich, ob man auch Übergangsmetalle mit dem cAAC stabilisieren kann, haben wir zunächst cAAC und MnCl2 zum Monoaddukt umgesetzt, welches mit KC8 zum (cAAC)2Mn mit der Koordinationszahl 2 am Mangan reagiert. Mit molekularem Wasserstoff geht diese Verbindung bei Raumtemperatur am Carben Kohlenstoff hydriertem (cAACH)2Mn über. Insgesamt zeigen diese Beispiele mit Elementen aus der Hauptgruppe und dem Übergangsmetall Mangan sehr schön, dass man mit dem cAAC Liganden niedervalente und nieder koordinierte Zentralatome stabilisieren und isolieren kann. Alle Verbindungen sind vollständig mit physikalischen Methoden charakterisiert worden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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