Funktionalisierung von weißem Phosphor durch Hauptgruppenkatalyse

• Antragsteller: Professor Dr. Robert Wolf
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548830090

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung von Hauptgruppenelement-Katalysatoren für die Synthese von Monophosphorverbindungen aus weißem Phosphor (P4). Katalytische Transformationen von P4-Phosphor waren bis vor kurzem kaum bekannt, haben aber in letzter Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen. Trotz zahlreicher Literaturstudien zur stöchiometrischen Aktivierung von P4 ist das Potential von Hauptgruppenelementverbindungen als Katalysatoren für die P4-Funktionalisierung jedoch noch wenig untersucht. Aufbauend auf erfolgreichen Vorarbeiten zur Hydrostannylierung, Hydrogermylierung und Hydrosilylierung von P4 wird die Anwendung von Gruppe-14-Elementverbindungen genauer untersucht. Dabei evaluiert das Projekt im ersten Teil das Synthesepotenzial von Gruppe 14-Hydriden und Distannanen. Weiterhin werden geschlossene Synthesekreisläufe durch Rückgewinnung und Wiederverwendung der Gruppe 14-Reagenzien entwickelt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zu einem detaillierten mechanistischen Verständnis führen, das für die Entwicklung neuer katalytischer Transformationen unter Verwendung leicht zugänglicher Reduktionsmittel bzw. elektrochemischer Reduktionsverfahren genutzt werden kann. Im zweiten Teil des Projekts werden Katalysekonzepte entwickelt, die auf der Oxidation von P4 mit Chalkogenverbindungen (Disulfiden und Chinonen) und mit Halogenen basieren. Die Funktionalisierung von P4 mit Hilfe dieser Reagenzien wird eingehend untersucht. Geeignete Bedingungen für das Recycling und die Regeneration der Reagenzien werden ermittelt. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für neue katalytische Verfahren. Die in diesem Projekt geplanten Untersuchungen zielen darauf ab, die Grundlagen für katalytische Transformationen von P4 auf der Basis von Hauptgruppenelementverbindungen zu erarbeiten. Damit sollen wesentliche wissenschaftliche Grundlagen für die zukünftige Entwicklung effizienter P4 Funktionalisierungsmethoden geschaffen werden, die langfristig traditionelle chlorbasierte Routen ersetzen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Dr. Daniel J. Scott