Erhöhung von Löslichkeit und Verfügbarkeit von Verbindungen mit binären und ternären Zintl-Anionen durch Derivatisierung und Kationenaustausch, Studien zu Mechanismen und Reaktivität

• Antragstellerin: Professorin Dr. Stefanie Dehnen
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 338584285

Über die Untersuchung von Metallclustern erhält man Einblick in die Initialschritte bei der Bildung von Metallnanopartikeln oder Metallen, die unweigerlich von der Bildung erster Metall-Metall-Bindungen und kleinster Baueinheiten ausgehen. Zudem scheinen solche Cluster eine wichtige Rolle bei Bindungsaktivierungen zu spielen – im Originalzustand oder als Präkursoren entsprechender Aktivmaterialien. Nach wie vor gibt es aber noch viele offene Fragen zur gezielten Bildung von Clustern einer gewünschten Zusammensetzung und Struktur sowie zu ihrer Aktivierung und Nutzung in gewöhnlichen organischen Lösungsmitteln, wofür eine ausreichende Löslichkeit unabdingbar ist. Diesen Punkten widmen wir uns in diesem Antrag, der auf den erfolgreichen Vorarbeiten des Vorgängerantrags zu Zintl-Verbindungen aufbaut und in neue Richtungen im Bereich der Zintl-Cluster führt. Ausgangspunkt der Untersuchungen ist die Synthese von Präkursoren mit binären oder ternären Anionen. Von dort aus lassen sich die Ziele in vier Bereiche einteilen: WP1: Synthese neuer intermetalloider und heterometallischer Cluster ausgehend von Salzen binärer Anionen oder von ternären Zintl-Phasen in Kombination mit bisher hierfür nicht untersuchten Typen zusätzlicher Metallionen. WP2: Silylierung von Zintl-Anionen mit sterisch anspruchsvollen SiR3-Gruppen und Folgereaktionen nach Selektion geeigneter Kandidaten mittels quantenchemischer Studien. WP3: Bildung von Derivaten binärer Anionen mit Substituenten des Typs {M′(hmds)x} (x = 1, 2) oder {M′(CO)x} und Untersuchung ihres Verhaltens bei der nachfolgenden Clustersynthese. WP4: Reaktivitätsstudien von Zintl-Clustern hinsichtlich organischer Kupplungsreaktionen, der Aktivierung kleiner Moleküle und dem kontrollierten Abbau durch UV-Einstrahlung. Alle synthesechemischen Arbeiten werden von eingehenden quantenchemischen Studien begleitet werden, um das Verständnis der strukturellen und elektronischen Natur dieser Verbindungen und ihrer Reaktivitäten zu vertiefen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen