Kupfer(I)-Borylkomplexe: Von Reaktivitätsstudien an Katalyseintermediaten zu vielseitigen Borylligandenquellen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Christian Kleeberg
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465344133

Kupfer(I)-Borylkomplexe sind als reaktive Intermediate in kupferkatalysierten Borylierungsreaktionen mit Diboran(4)-Derivaten etablierte Spezies. Experimentelle mechanistische Untersuchungen derartiger Borylierungsreaktionen sind bisher nur sehr eingeschränkt verfügbar. In diesen wurde als Katalysatormodel der mononukleare, lineare Komplex [(IDipp)Cu–Bpin] eingesetzt. In den Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass dieser Komplex mit dem sterisch anspruchsvollen IDipp-Liganden nicht repräsentativ für die unter typischen Katalysebedingungen vorliegenden Borylkomplexe ist. Hier liegen mit den typischerweise eingesetzten sterisch weniger anspruchsvollen NHC- und Phosphinliganden dinukleare bis-Borylverbrückte Kupfer(I)-Komplexe vor. Dabei hängt die Struktur der Borylkomplexe von den Eigenschaften sowohl des NHC-/Phosphin-Hilfsliganden, als auch des Borylliganden selbst ab. Zentrales Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, systematisch die Reaktivität von Kupferborylkomplexen als Funktion der Hilfs- und Borylliganden und damit der Komplexstruktur zu untersuchen. Als Hilfsliganden kommen dabei NHC- und Phosphinliganden zum Einsatz, während als Borylliganden verschiedene Dialkoxido- bzw. Diaminoborylliganden eingesetzt werden. Die benötigenden Borylkomplexe wurden in den Vorarbeiten bereites präparativ zugänglich gemacht. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll die Reaktivität der Kupfer(I)-Borylkomplexe mit ausgesuchten repräsentativen Substraten in stöchiometrischen Reaktionen untersucht werden. Dabei steht die NMR-spektroskopische und strukturelle Charakterisierung der Intermediate im Mittelpunkt. Die Ergebnisse werden zu einem grundsätzlichen tieferen Verständnis der Reaktivität von Kupfer(I)-Borylkomplexen führen und damit die rationale Weiterentwicklung von kupferkatalysierten Borylierungs¬reaktionen als Synthesewerkzeuge ermöglichen. In Erweiterung dessen sollen vergleichende, analoge Reaktivitätstudien an niedervalenten Kupferborylkomplexen durchgeführt werden. Ziel ist es, die Rolle derartiger niedervalenter Spezies, wie sie als Zerfallsprodukte von Kupfer(I)-Borylkomplexen in den Vorarbeiten identifiziert werden konnten, in der Katalyse zu beleuchten und für die rationale und systematische Weiterentwicklung des Forschungsfeldes nutzbar zu machen. Ergänzend werden auch erste analoge Reaktivitätsuntersuchungen an Borylkomplexen der schwereren Münzmetalle Silber und Gold angeschlossen. Als erster Schritt hierzu sollen Silber- und Goldborylkomplexe mit verschiedenen Hilfsliganden breit präparative zugänglich gemacht werden, welche dann zum Studium der Reaktivitätsunterschiede und -gemeisamkeiten zwischen den homologen Münzmetallborylkomplexen dienen. In einem letzten explorativen Teilprojekt sollen Kupfer(I)-Borylkomplexe als Quellen für Borylliganden in Übergangsmetallkomplexen nutzbar gemacht werden. Dies sollte den Zugang zu neuen, bisher nicht zugänglichen Borylkomplexen ermöglichen und eröffnet somit neue grundsätzliche Möglichkeiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen