Methylidin- und Carbidkomplexe des Eisens: Synthese, Charakterisierung und Reaktivität

• Antragsteller: Dr. Sadig Aghazada, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545922088

Das Ziel dieses Projektes besteht in der Darstellung von Eisenkomplexen mit terminalen Methylidin- und Carbidliganden. Trotz der großen Aufmerksamkeit, welche Oxo- und Nitridokomplexverbindungen in der Vergangenheit zu Teil wurde, sind die dazu isoelektronischen Methylidin- und Carbidliganden weitgehend nicht untersucht. Diese Liganden konnten für einige wenige frühe 4d und 5d Übergangsmetalle erhalten werden, wurden jedoch bisher noch nicht für 3d Metalle berichtet. Die Darstellung besagter terminaler Methylidin- und Carbidkomplexe, im Besonderen für die des Eisens, gilt als außerordentlich bedeutsam, da diese dazu dienen können, neuartige Kohlenstoffatomtransfer-Reaktivität zu etablieren und zum besseren Verständnis der grundlegenden chemischen Einzelschritte in Fischer-Tropsch-artigen Synthesen beitragen. Konventionelle Ansätze zum Erhalt von Oxo- und Nitridokomplexen mittlerer und später 3d Metalle konnten bisher nicht erfolgreich auf die entsprechenden Methylidin- und Carbid-Koordinationsverbindungen übertragen werden. Wir entwerfen demnach alternative Strategien zur Synthese dieser schwer fassbaren Strukturen. Um diese Verbindungen als stabile Produkte isolieren zu können, schlagen wir unterstützende Liganden vor, welche den kovalenten Charakter von Kohlenstoff-Eisen Mehrfachbindungen erhöhen und die elektrophilen Eigenschaften des Kohlenstoffatoms reduzieren. Die Methylidin- und Carbidliganden sollen durch eine Kombination von Syntheserouten erhalten werden. Hierzu zählen die oxidative Umsetzung von Alkylverbindungen, die reduktive Aktivierung von Carbonylen und Cyaniden, sowie innovative Atomtransfer-Reaktionen. Die erhaltenen Verbindungen sollen umfangreich untersucht werden, um ein detailliertes Bild ihrer elektronischen Struktur zu erhalten, welche im Vergleich mit Nitriden und Oxiden dabei helfen wird, deren Unterschiede zu Carbiden zu verdeutlichen. Darüber hinaus sollen die erhaltenen Erkenntnisse zu umfassenderem Einblick in die Funktion des Carbid-Zentrums in Nitrogenaseenzymen führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen