Synthese und Charakterisierung von selbsttragenden Koordinationspolymer-Katalysatoren.

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Buntkowsky
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387282605

Selbsttragende schichtartige Dirhodium-Koordinationspolymere weisen eine ausgezeichnete katalytische Effizienz auf, die die Leistung ihrer immobilisierten Gegenstücke stark übertrifft. Aufbauend auf diesem Ergebnis wollen wir jetzt untersuchen, ob dies eine allgemeine Eigenschaft dieser Koordinationspolymer-Katalysatoren ist. Die Ziele des vorliegenden Vorschlags sind daher die Entwicklung neuartiger Dirhodium-Koordinationspolymere, die Bewertung ihrer katalytischen Leistungsfähigkeit in Carben-Transferreaktionen und ihre Charakterisierung durch Festkörper-NMR Verfahren (ggf. kombiniert mit DNP-Verstärkung), SEM, TEM und AFM , und die Korrelation der katalytischen Effizienz und der Enantioselektivität des Katalysators mit den strukturellen und dynamischen Eigenschaften des Katalysators. Die Struktur der Bulk-Koordinationspolymere wird mit 13C-CP-MAS und 19F-MAS-NMR charakterisiert. Mit DNP-verstärkter 19F-Festkörper-NMR-Spektroskopie wird die Anzahl und Struktur von Defektstellen untersucht und mit temperaturabhängiger 2H-Festkörper-NMR (statische und MAS-Linienformanalyse) das dynamische Verhalten der Gerüstlinker analysiert. Für die Synthese von Bulk-Dirhodium-Koordinationspolymeren werden ditopische Liganden mit unterschiedlichen Größen und Funktionalitäten eingesetzt. Durch Einstellen des Schichtabstandes durch Variation der Ligandengröße werden verschiedene Dirhodium-Koordinationspolymere über Ligandenaustausch hergestellt. Die resultierenden Koordinationspolymere werden hinsichtlich ihrer katalytischen Effizienz und Selektivität bewertet, wobei die Cyclopropanierung zwischen Styrol und Ethyldiazoacetat als Modellreaktion verwendet wird, um daraus den Zusammenhang zwischen der Struktur des Katalysators und seiner katalytischen Effizienz zu bestimmen. Anschließend werden Dirhodium-Koordinationspolymere mit chiralen Dicarbonsäureliganden synthetisiert und deren katalytische Effizienz und Enantioselektivität bei C-H-Insertionsreaktionen ausgewertet. Schließlich werden die katalytischen Eigenschaften von Nano-Flakes, die durch Exfoliation aus den schichtartigen Koordinationspolymeren hergestellt werden, untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Torsten Gutmann