„Click“-Reaktionen mit ungesättigten Phosphor- und Arsen-Verbindungen: zur facettenreichen Chemie neuer Phosphor- und Arsenheterozyklen

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Müller
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554998872

Phosphaalkine (R-C≡P) reagieren mit organischen Aziden in einer 1,3-dipolaren Cycloadditionsreaktion hochselektiv zu Triazaphosphol-Derivaten. Aufgrund der Isolobalbeziehung zwischen einem P(III)-Atom und einem CH-Fragment sind diese aromatischen Heterozyklen Phosphorderivate der wohlbekannten Triazole. Unsere Arbeitsgruppe konnte das erste Arsenderivat (Triazaarsol) synthetisieren und kristallographisch charakterisieren. Viele Jahre blieben Untersuchungen zur Chemie dieser Verbindungen auf deren Synthese und wenige Studien zu ihrer Reaktivität beschränkt. Trotz einiger Fortschritte auf diesem Gebiet, an denen unsere Arbeitsgruppe maßgeblich beteiligt war, ist die Chemie dieser Verbindungen jedoch nach wie vor wenig entwickelt. Mit diesem Projektantrag möchten wir daher unsere ersten, sehr erfolgreichen Arbeiten zu Triazaphospholen/-arsolen weiter detailliert untersuchen, ausbauen und etablieren. Im Vordergrund steht vor allem die Synthese und Charakterisierung neuer Koordinationsverbindungen mit Triazaphosphol-/-arsol-Liganden. Dieses Unterfangen kann nun realisiert werden, da durch die von uns entwickelte modulare Synthesemethode eine Fülle unterschiedlichster Substitutionsmuster an den Heterozyklen erzielt werden kann, selbst mit sterisch wenig anspruchsvolle Substituenten am Cα-Atom zum Heteroatom (P, As). Im Vordergrund stehen dabei Koordinationsverbindungen mit elektronenreichen Metallfragmenten, um die π-Akzeptoreigenschaften der Triazaphosphole/-arsole auszunutzen. Von diesen versprechen wir uns interessante Reaktivitäten, beispielsweise gegenüber kleinen Molekülen. Die durch Alkylierung der neutralen Triazaphosphole/-arsole mit Meerwein-Salzen zugänglichen kationischen Phosphor- und Arsen-Heterozyklen sind ebenfalls Ausgangspunkt für eine spannende Folgechemie: aufbauend auf unseren Vorarbeiten erwarten wir, dass die Chemie der kürzlich vorgestellten neuen Carbene weiter etabliert werden kann. Hauptaugenmerk liegt vor allem auf dem Zugang zu noch unbekannten Metallkomplexen dieser Phosphor- bzw. Arsen-analogen Verbindungen der Tetrazolylidene. Abschließend planen wir, unsere kationischen Heterozyklen zu reduzieren, um die Chemie neuer neutraler Radikale detailliert untersuchen zu können. Die gewonnenen Ergebnisse sind vorwiegend aus Sicht der Grundlagenforschung von Interesse. Aber auch anwendungsorientierte Aspekte, in denen die neuen Radikale und Carbene im Mittelpunkt stehen, sind Teil unserer Untersuchungen. Hier stehen (katalytische) Aktivierungsreaktionen im Vordergrund.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen