Hauptgruppenelementverbindungen mit mehreren Reaktionszentren - Systeme zwischen Kooperativität, Synergie und Emergenz

• Antragsteller: Professor Dr. Robert Kretschmer, seit 4/2019
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 358651443

• Erstellungsjahr: 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Projekt konzentrierte sich auf kooperative, synergistische und emergente Effekte, die von mehrkernigen, umweltfreundlichen Verbindungen der Hauptgruppenelemente ausgehen. Der Schwerpunkt des Projekts lag auf Verbindungen, in denen ein Ligand zwei Atome von Aluminium, Calcium, Gallium, Germanium, Magnesium, Silizium oder Zinn einrahmt. Aufgrund der Ähnlichkeiten von Zink mit Elementen der Gruppe 2 und einiger Schwierigkeiten bei der Gewinnung zweikerniger heterooleptischer Erdalkalimetallkomplexe wurden zusätzlich auch Zinkkomplexe untersucht. Das Projekt war in drei Teilprojekte unterteilt, nämlich: i) Bindungsaktivierung durch oxidationszustandsinvariante Erdalkali- und Gruppe-13-Verbindungen, ii) Mehrfache Bindungsaktivierung unter Verwendung niedrigvalenter Gruppe-14-Verbindungen und iii) heterodinukleare Verbindungen von Elementen der Gruppen 2, 13 und 14. In Anbetracht der damit verbundenen Ziele und des Gesamtziels des Emmy-Noether-Programms, d. h. der Berufung auf eine unbefristete Professur, war das Projekt ein voller Erfolg. Bisher wurden 30 Publikationen in begutachteten Fachzeitschriften veröffentlicht, und weitere Veröffentlichungen sind zukünftig zu erwarten. Darüber hinaus wurden im Rahmen des Projekts 7 Doktoranden und 2 Postdocs ausgebildet. Zusätzlich zu den ursprünglichen Zielen wurden aufgrund unerwarteter Ergebnisse neue Forschungsrichtungen erschlossen. Dies wird beispielsweise durch die Entdeckung eines zweikernigen elektronenpräzisen Aluminiumkomplexes mit einer Quantenausbeute nahe 100% deutlich, der in Zukunft in Leuchtdioden eingesetzt werden könnte. Schließlich wurden während des Förderzeitraums neue nationale und internationale Kooperationen aufgebaut.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Dinuclear Aluminum Halide Complexes Based on Bis(β-diketiminate) Ligands: Synthesis, Structures, and Electrochemical Characterization. Inorganic Chemistry, 58(23), 16302-16311.
  Desat, Marcella E. & Kretschmer, Robert
  
• Facile oxidative addition of O2 and S8 by an indium bis(carbene) analogue. Dalton Transactions, 48(48), 17718-17722.
  Desat, Marcella E. & Kretschmer, Robert
  
• Ligands with Two Monoanionic N,N‐Binding Sites: Synthesis and Coordination Chemistry. Chemistry – A European Journal, 26(10), 2099-2119.
  Kretschmer, Robert
  
• Synthesis and Structures of Dinuclear Aluminum Complexes Based on Bis(β‐diketiminate) Ligands. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 646(13), 625-630.
  Desat, Marcella E. & Kretschmer, Robert
  
• Cooperative Bond Activation by a Bimetallic Main-Group Complex. Journal of the American Chemical Society, 143(1), 142-148.
  Kysliak, Oleksandr; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Cooperative H–X Bond Activation by Electron‐Precise Aluminium and Gallium Compounds Incorporating β‐Diketiminate Ligands. European Journal of Inorganic Chemistry, 2020(17), 1624-1630.
  Hitzfeld, Patrick S. & Kretschmer, Robert
  
• C–F bond activation by pentamethylcyclopentadienyl-aluminium(i): a combined experimental/computational exercise. Chemical Communications, 56(57), 7865-7868.
  Kysliak, Oleksandr; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Ditopic bis(N,N′,N′-substituted 1,2-ethanediamine) ligands: synthesis and coordination chemistry. Dalton Transactions, 49(39), 13818-13828.
  Rösch, Andreas; Herzog, Christoph M.; Schreiner, Simon H. F.; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Magnesium bis(amidinate) and bis(guanidinate) complexes: impact of the ligand backbone and bridging groups on the coordination behaviour. Dalton Transactions, 49(37), 13072-13082.
  Rösch, Andreas; Schreiner, Simon H. F.; Schüler, Philipp; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Salt metathesis as an alternative approach to access aluminium(i) and gallium(i) β-diketiminates. Dalton Transactions, 49(19), 6377-6383.
  Kysliak, Oleksandr; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Syntheses of Bis(N-heterocyclic carbene)s and their application in main-group chemistry. Journal of Organometallic Chemistry, 918, 121289.
  Röther, Alexander & Kretschmer, Robert
  
• Synthesis and Coordination Chemistry of 3,4-Ethylene-Bridged 1,1,2,5-Tetrasubstituted Biguanides. Inorganic Chemistry, 59(5), 2733-2746.
  Dehmel, Maximilian; Vass, Valentin; Prock, Lukas; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Calcium and Magnesium Bis(β-diketiminate) Complexes: Impact of the Alkylene Bridge on Schlenk-Type Rearrangements. Inorganic Chemistry, 60(7), 5310-5321.
  Rinke, Philipp; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Catalytic Activity of Various β‐Diketiminate Zinc Complexes toward the Ring‐Opening Polymerization of Caprolactone and Derivatives. Macromolecular Chemistry and Physics, 222(18).
  Köhler, Moritz; Rinke, Philipp; Fiederling, Kevin; Görls, Helmar; Ueberschaar, Nico; Schacher, Felix Helmut & Kretschmer, Robert
  
• Dinuclear Chlorotetrylenes of Silicon, Germanium, and Tin Based on a Backbone‐Bridged Bis(amidine). European Journal of Inorganic Chemistry, 2021(46), 4806-4811.
  Dehmel, Maximilian; Wünsche, Marius A.; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Mono- and Dinuclear Aluminium Complexes Derived from Biguanide and Carbothiamide Ligands. Inorganics, 9(7), 52.
  Dehmel, Maximilian; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Synthesis, characterization, and reactivity of group 13 hydride complexes based on amido-amine ligands. Dalton Transactions, 50(24), 8434-8445.
  Dehmel, Maximilian; Köhler, Angelina; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Synthesis, structure, and catalytic activity of dinuclear aluminium bis(amidinate) and bis(guanidinate) complexes. New Journal of Chemistry, 45(2), 972-981.
  Rösch, Andreas; Seifert, Fabian; Vass, Valentin; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• A Highly Fluorescent Dinuclear Aluminium Complex with Near‐Unity Quantum Yield**. Angewandte Chemie International Edition, 61(17).
  Portwich, Flavio L.; Carstensen, Yves; Dasgupta, Anindita; Kupfer, Stephan; Wyrwa, Ralf; Görls, Helmar; Eggeling, Christian; Dietzek, Benjamin; Gräfe, Stefanie; Wächtler, Maria & Kretschmer, Robert
  
• A Planar Five‐Membered Aromatic Ring Stabilized by Only Two π‐Electrons. Angewandte Chemie International Edition, 61(31).
  Kysliak, Oleksandr; Schreiner, Simon H. F.; Grabicki, Niklas; Liebing, Phil; Weigend, Florian; Dumele, Oliver & Kretschmer, Robert
  
• Bond Activation by a Bimetallic GaIComplex: Avenue to Intermetallic Compounds. Organometallics, 42(1), 72-80.
  Helling, Christoph; Farmer, James C.; Wölper, Christoph; Kretschmer, Robert & Schulz, Stephan
  
• A molecular aluminium fulleride. Chemical Communications, 59(51), 7923-7926.
  Lawrence, Samuel Ray; Rüffer, Tobias; Stasch, Andreas & Kretschmer, Robert
  
• A tetranuclear magnesium hydride cluster with a four-coordinate hydride in near square-planar geometry. Chemical Communications, 59(49), 7627-7630.
  Seifert, Fabian; Görls, Helmar; Kupfer, Stephan & Kretschmer, Robert
  
• Anion‐Dependent Reactivity of Mono‐ and Dinuclear Boron Cations. Chemistry – A European Journal, 29(65).
  Röther, Alexander; Farmer, James C.; Portwich, Flavio L.; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• Synthesis and Characterization of Magnesium-Hydride Complexes with Alkylene-Bridged Bis(β-diketiminate) Ligands. Organometallics, 42(16), 2287-2292.
  Rinke, Philipp; Görls, Helmar; Liebing, Phil & Kretschmer, Robert
  
• Synthesis, Characterization, and Reactivity Studies of Bis(β‐diketiminate) Zinc(II) Complexes. Israel Journal of Chemistry, 63(7-8).
  Rinke, Philipp; Görls, Helmar & Kretschmer, Robert
  
• A gallium(i) compound with variable reactivity. Nature Synthesis, 4(1), 11-12.
  Kretschmer, Robert
  
• A singly bonded gallanediyl with redox-active and redox-inert reactivity. Nature Synthesis, 4(1), 67-74.
  Schreiner, Simon H. F.; Rüffer, Tobias & Kretschmer, Robert
  
• Accessing Homo- and Heterobimetallic Complexes with a Dianionic Pentadentate Ligand. Inorganic Chemistry, 63(42), 19665–19675.
  Schreiner, Simon H. F.; Göhler, Fabian; Almquist, C. Christopher; Rüffer, Tobias; Piers, Warren E.; Seyller, Thomas & Kretschmer, Robert
  
• Metal–metal cooperativity boosts Lewis basicity and reduction properties of the bis(gallanediyl) CyL2Ga2. Dalton Transactions, 53(11), 4922-4929.
  Helling, Christoph; Döhler, Lotta; Kysliak, Oleksandr; Görls, Helmar; Liebing, Phil; Wölper, Christoph; Kretschmer, Robert & Schulz, Stephan
  
• Utilisation of a dianionic pentadentate ligand in group 13 chemistry. Polyhedron, 250, 116824.
  Schreiner, Simon H.F.; Almquist, C. Christopher; Chang, Chia Yun; Rüffer, Tobias; Piers, Warren E. & Kretschmer, Robert