Strukturbestimmung der Sulfonsäuremonofluormethylester FSO2OCH2F und CF3SO2OCH2F in der festen und gasförmigen Phase

• Antragsteller: Professor Dr. Konstantin Karaghiosoff; Professor Dr. Norbert W. Mitzel
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 463890295

Wir schlagen vor, die Strukturen der Sulfonsäuremonofluormethylester FSO2OCH2F und CF3SO2OCH2F in der festen und gasförmigen Phase zu untersuchen. Diese Verbindungen sind kleine Sulfonsäureester und einfache Vertreter einer wichtigen Verbindungsklasse und somit von grundlegendem Interesse. Wir erwarten ein detailliertes Verständnis der Strukturen einfacher Fluormethylsulfonate, ihrer Reaktivität und Chemie innerhalb dieser Verbindungsklasse. Die Variation der elektronenziehenden Substituenten von F nach CF3 und die vergleichende Untersuchung der Veränderungen in Struktur und Konformationsverhalten werden neue Erkenntnisse über die Art der Bindung und die elektronischen Einflüsse der Substituenten ermöglichen. Dies wird dazu beitragen, die weitere Erforschung neuer und bisher unbekannter Fluormethylierungsmittel voranzutreiben und den Unterschied im Reaktionsverhalten zwischen Methyl- und Fluormethylierungsmitteln zu erklären. Eine mögliche Beziehung zwischen Struktur und Stabilitätseigenschaften dieser potenziell starken Fluormethylierungsmittel ist ein weiteres Ziel dieser Forschung. Wir planen, die Kristallstrukturen der Sulfonsäuremonofluormethylester FSO2OCH2F und CF3SO2OCH2F aufzuklären, indem wir geeignete Kristallisationstechniken auf diese flüssigen Substanzen anwenden, um Kristalle für die Röntgenbeugung zu gewinnen, die zu auflösbaren Strukturen des Festkörpers führen. Wenn möglich, werden wir auch die Elektronendichtetopologien durch Hochwinkel-Röntgenbeugung bestimmen und daraus eine detaillierte Analyse der elektronischen Effekte innerhalb der Verbindungen durchführen. Durch die Nutzung der röntgenkristallographischen Ergebnisse erhoffen wir uns genauere modellierte Daten über ihre inter- und intramolekularen Wechselwirkungen im System. Zentraler Teil des Projekts ist die Untersuchung der experimentellen Gasphasenstrukturen der beiden Verbindungen durch Elektronenbeugungsexperimente und die Analyse der Beugungsdaten - wenn nötig mit ausgefeilten dynamischen Beschreibungen der Moleküle. Die Probenpräparation und -reinigung wird in München durchgeführt werden, die Proben werden nach Bielefeld transferiert und Strukturuntersuchungen in Gas und Feststoff im Gerätezentrum GED@BI (Centre of Gas Electron Diffraction and Small Molecule Structures) in Bielefeld durchgeführt. Diese experimentellen Untersuchungen werden durch quantenchemische Methoden auf hohem Niveau begleitet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen