Hochvalente Eisenkomplexe mit Bispidinliganden: Analyse von Spinzustände und Reaktionskanälen

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Comba
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 282929485

Hochvalente Metallkomplexe spielen in biologischen Systemen, in der Umwelt und in industriell wichtigen Prozessen eine große Rolle. Mit unseren Bispidinliganden haben wir eine Verbindungsklasse etabliert und intensiv studiert, die es ermöglicht, wichtige Zwischenstufen spektroskopisch zu analysieren und die es uns ermöglicht, wichtige Parameter (Spinzustand, Redoxpotential, Koordinationsgeometrie) gezielt zu beeinflussen und damit spezifische Reaktionspfade zu aktivieren und durch Korrelationen dieser Parameter mit der Reaktivität die Reaktionsmechanismen zu verstehen und die hochaktiven Metall-oxo Spezies zu optimieren.Bisher noch nicht genügend gut verstanden ist die Abhängigkeit der Reaktivität einerseits vom Spinzustand der aktiven Spezies und des Übergangszustands des geschwindigkeits-bestimmenden Schrittes und andererseits von der Triebkraft, nämlich vom Redoxpotential. Dies wollen wir im vorliegenden Projekt experimentell und mit begleitenden quantenchemischen Studien untersuchen. Wir wollen dazu Ferrylkomplexe synthetisieren, die nahe der Raumtemperatur in einem Spingleichgewicht (S=1, S=2) sind und es uns damit erlauben sollen, Redoxpotentiale und Reaktionsgeschwindigkeiten in beiden elektronischen Zuständen zu messen. Darüber hinaus wollen wir Ferrylkomplexe synthetisieren, bei denen wir den low-spin (S=0) Zustand stabilisieren können und damit erstmals auch die Möglichkeit haben, low-spin FeIV=O Komplexe strukturell spektroskopisch und v.a. auch bezüglich der Redoxpotentiale und Reaktivitäten zu untersuchen.Bisher ebenfalls noch nicht genügend verstanden ist die Basizität der oxo-Gruppe. In diesem Zusammenhang kommt der von uns vorgeschlagenen, aber noch nicht sauber charakterisierten Dihydroxo-Verbindung FeIV(OH)2 eine Schlüsselrolle zu. Diese Verbindung, von der wir kürzlich UV-vis Spektren in Stopped-Flow Experimenten erhalten haben, soll vor allem experimentell, aber auch quantenchemisch intensiv untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Stopped-Flow Apparatur
• Gerätegruppe: 1120 Spezielle Reaktionsapparaturen (Blitzlicht-, Laser-, Photolyse, Stopped Flow)