Strukturen monomolekularer Schichten und Cluster von Trisdiimin-Metallkomplexen intercaliert in Smectiten, in Abhängigkeit vom jeweiligen Ligandensystem und der Stereochemie

• Antragsteller: Professor Dr. Josef Breu
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 1995 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5252581

Durch die Einlagerung chiraler Säulen zwischen vorgebildete 2D-Wirtsgitter entstehen mikroporöse Festkörper mit enantioselektiven Mikroreaktionsräumen definierter Größe und Form. Dies kann aber nur dann gelingen, wenn sich Orientierung, relative Anordnung und Belegungsdichte der molekularen Abstandshalter tatsächlich zuverlässig kontrollieren lassen. Diese 2D-"Struktur" des Zwischenschichtraumes sollte selbstverständlich einer experimentellen Verifizierung zugänglich sein. Aus der Vielzahl bekannter Schichtverbindungen bieten sich vor allem die 2:1Schichtsilicate an, weil diese starre, strukturierte Oberflächen, eine gute intrakristalline Reaktivität und eine durchstimmbare Schichtladung aufweisen. Natürliche Tonminerale und deren Intercalationsverbindungen sind jedoch mikrokristallin, fehlgeordnet und weisen eine heterogene Ladungsdichte auf. Deshalb ist trotz der großen Zahl publizierter Einlagerungsverbindungen sehr wenig über die Struktur der Zwischenschicht bekannt. Im Vorläuferprojekt durchgeführte Computersimulationen zeigen, daß die Verteilung der isomorphen Substitution und damit der Ladungsdichte für die Anordnung der Säulen parallel zu den Silicatschichten ein sehr kritischer Parameter ist. Mit aus der Schmelze hergestellten Schichtsilicaten gelang es uns jetzt zum ersten Mal, eine langreichweitige 2D-Ordnung in der Zwischenschicht zu erzielen, die sich über Röntgenbeugung auch experimentell belegen läßt. Die bisher untersuchten Na-Fluorohectorite sind jedoch immer noch fehlgeordnet und mikrokristallin, wodurch aus den beobachteten Beugungsintensitäten keine strukturellen Details der Zwischenschichten abgeleitet werden können. Im beantragten Vorhaben soll deshalb versucht werden, durch Variation des Zwischenschichtkations (Sr, Ba) Schichtsilicate zu synthetisieren, die erstens nicht fehlgeordnet sind, die zweitens Kristallitgrößen aufweisen, die zumindest für Beugungsexperimente an einer Synchrotronquelle ausreichend sind, und die drittens immer noch eine hinreichend gute intrakristalline Reaktivität aufweisen, um den Übergang zu mikroporösen 3D-Materialien zu erlauben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen