Definierte Molekulare Bismut-Kationen: Grundlegende Eigenschaften und Anwendungen in Synthese und Katalyse

• Antragsteller: Professor Dr. Crispin Lichtenberg
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404506767

Molekülverbindungen schwerer Hauptgruppenelemente zeichnen sich aus durch eine intrinsisch hohe Toleranz funktioneller Gruppen, eine weiche Lewis-Acidität und eine relativ hohe Stabilität (intermediärer) Radikalspezies. Dieses Eigenschaftsprofil macht solche Verbindungen attraktiv für Anwendungen in Synthese und Katalyse. Im Zusammenspiel mit modernen Strategien der Synthesechemie können Reagenzien entstehen, die komplementäre Eigenschaften zu s-Block- und Übergangsmetall-basierten Verbindungen zeigen. Der Fokus dieses Forschungsvorhabens liegt auf Molekülverbindungen des Bismuts, einem relativ kostengünstigen und wenig toxischen Element. Die grundlegende und angewandte Chemie molekularer Bismutverbindungen ist wenig untersucht und bietet ein großes Entwicklungspotential verglichen mit Spezies basierend auf Elementen wie Li, Mg, Al oder Sn. Ziel sind das Design sowie die Darstellung und detaillierte Charakterisierung nicht-konventioneller Bismutverbindungen zur Entwicklung neuer Reagenzien für die Synthese und Katalyse. Zielverbindungen sind (i) kationische Spezies basierend auf einfachen, monodentaten Liganden und (ii) neutrale und kationische Komplexe mit redoxaktiven Liganden. Für diese zum Teil neuen Substanzklassen sind ungewöhnliche Reaktivitätsmuster zu erwarten, was in Vorarbeiten bereits grundsätzlich bestätigt werden konnte. Diese Reaktivitätsmuster sollen erklärt, ausgeweitet und zu Synthesemethoden sowie katalytischen Anwendungen ausgearbeitet werden. Signifikante Fortschritte werden in den Bereichen CH-Aktivierung, ligandstabilisierte Bismutradikale und selektive CO2-Reduktion erwartet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Niederlande, Schweiz
• Kooperationspartner: Professor Dr. Matthias Bickelhaupt; Professor Dr. Gunnar Jeschke; Professor Dr. Marc Robert