Organocer(IV)-Chemie

• Antragsteller: Professor Dr. Reiner Anwander; Professor Dr. Frank T. Edelmann
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234604498

Unter allen Lanthanoidelementen beansprucht das Cer eine Sonderstellung, da für dieses Element die Oxidationsstufen +2, +3 und +4 auf chemischem Wege zugänglich sind. Aufgrund ihres hohen Oxidationspotentials finden Cer(IV)-Verbindungen vielfache praktische Anwendungen in der organischen Synthese, bioanorganischen Chemie, Materialwissenschaft und industriellen Katalyse (Dreiwege-Katalysatoren, Sauerstoffspeicherung etc.). Hauptziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Synthese und vollständige Charakterisierung neuartiger Koordinations- und Organometallverbindungen des vierwertigen Cers. Phenylioddichlorid soll dabei als innovatives Oxidationsmittel in der Lanthanoidchemie etabliert werden. Wichtige Zielverbindungen bilden neben Cer(IV)-Amidinaten und Cer(IV)-(Silyl)amiden auch neuartige Organocer(IV)-Komplexe mit Cyclopentadienyl- und Cyclooctatetraenyl-Liganden. In Einzelfällen sollen auch entsprechende Uran(IV)-Amidinate synthetisiert werden, um erstmals einen Vergleich zwischen zwei Reihen analoger Cer(IV)- und Uran(IV)-Komplexe hinsichtlich Struktur und Reaktivität zu ermöglichen. Unter Verwendung nicht-reduzierender Alkylierungsmittel wie ZnMe2 oder SnMe4 soll versucht werden, ausgehend von Chloroderivaten die ersten Organocer(IV)-Komplexe mit sigma-gebunden Alkylliganden darzustellen. Als alternatives Syntheseprotokoll soll die Direktoxidation von Ce(III)-Alkyl-Komplexen systematisch getestet werden. Um einer möglichen Oxidation der Liganden vorzubeugen, sollen nur speziell ausgewählte Ligandensysteme zum Einsatz kommen. Schon ein bescheidener Erfolg auf diesem Teilgebiet könnte von großer Bedeutung für die weitere Entwicklung der metallorganischen Chemie des vierwertigen Cers sein. Ein weiteres wichtiges Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Oberflächenorganometallchemie des redoxaktiven Systems Ce(III)/Ce(IV). Die Verwendung von periodisch mesoporösen Silicas als Trägermaterialien und der Einsatz der heterogenisierten Silylamid-Route bilden zentrale Kriterien für das Studium der Stabilität und Reaktivität solcher molekularer Ce(IV)-Oberflächenspezies.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen