Synthese von neuartigen N-heterocyclischen Carben-Chelatliganden und ihrer schweren Analoga als Werkzeuge in der Koordinationschemie

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Drieß
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279353839

N-Heterocyclische Carbene (NHCs) haben wegen ihres bemerkenswerten Potentials in der Koordinations- und Organometallchemie, Katalyse und Materialwissenschaften weltweit großes Interesse auf sich gezogen. In den letzten Jahren entwickelten sich N-heterocyclische Silylene (NHSis), die Siliciumanaloga der NHCs, von anfänglichen Laborkuriositäten zu wertvollen Synthesebausteinen für neue funktionelle Siliciumverbindungen. Insbesondere fungieren NHSis als starke sigma-Donorliganden gegenüber niedrigvalenten Hauptgruppenelementen und Übergangsmetallen zur Bildung von neuen Komplextypen, deren chemisches Veralten unbekannt ist und vielversprechend erscheint. Ziel dieses Projektes ist es, neue NHC und NHSi Chelatliganden zu entwickeln, die zur effektiven Unterstützung/Stabilisierung von niedrigvalenten Hauptgruppen- (Si, Ge, Sn, Pb, B, Al, Ga, etc.) und Übergangsmetallkomplexen (Mn, Fe, Co, Ni, etc.). Es ist zu erwarten, dass die Komplexe wegen der ungewöhnlich niedrigen Oxidationszustände ihrer Zentralatome besondere Reaktivitäten zeigen. Die resultierenden durch Chelatliganden stabilisierten Verbindungen sind hochreaktiv in Bezug auf die Aktivierung von kleinen Molekülen und somit nützlich für chemische Umwandlungen von Substraten, die andersweitig nur schwer erreicht werden können. Darüberhinaus können die silylenhaltigen Zielsysteme, die wenigstens ein divalentes Siliciumzentrum besitzen, bereits die Aktivierung von kleinen Moleküle auch ohne die Gegenwart eines Metalls (‘metallfrei’) begünstigen, was zur Bildung von Wertschöpfungsprodukten durch die Kupplung von organischen Sustraten führen kann, wie im Fall der Heterokupplung von CO mit Isocyaniden zu Ketiminen. Nicht nur zur Erlangung eines besseren Verständnisses, sondern um letztlich auch die Stufe der vorhersagbaren Steuerungsrolle in der Koordinationschemie zu erreichen, werden die Synthesen und Reaktivitätsmuster von NHC-, NHSi-Chelatliganden, verwandter sigma- Donorsysteme wie Phosphine, Pyridine und auch bisher unbekannte Bis(phosphiniden)- und Bis(borylen) Gruppierungen in die Untersuchungen einbezogen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen