Homo- und heteroleptische Berylliumorganyle: Struktur, Eigenschaften und Anwendung in Grignard-analogen Reaktionen sowie für die Synthese niedervalenter Verbindungen

• Antragsteller: Dr. Magnus Richard Buchner
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563432983

Um ein umfassendes Verständnis über die Struktur, die Stabilität, die Eigenschaften und die Reaktivität von homo- und heteroleptischen Berylliumalkylen und -arylen zu erhalten und um das in Lehrbüchern postulierte Wissen zu überprüfen, soll eine breite Bibliothek an diesen Verbindungen aufgebaut werden, welche auch entsprechende Berylliumhydride umfasst. Die erhaltenen Verbindungen sollen dann in Grignard-analogen Reaktionen umgesetzt werden um einen Vergleich mit verwandten Magnesium-, Lithium-, Aluminium- und Borverbindungen zu erhalten. Außerdem sollen die erhaltenen Einsichten in die Reaktivität und die synthetisierten Verbindungen für die Darstellung von niedervalenten Berylliumverbindungen und Be—Be-Mehrfachbindungen eingesetzt werden. Das Projekt gliedert sich in zwei Arbeitspakete mit den Bezeichnungen: „Berylliumalkyle und –aryle“ und „Beryllocene“. Vom Arbeitspaket „Berylliumalkyle und –aryle“ wird ein kohärentes Verständnis der Strukturen und Eigenschaften von Berylliumorganylen und –hydriden erhalten werden und die Bindungsverhältnisse in diesen Verbindungen werden analysiert werden. Dies wird zum ersten Mal eine experimentelle Überprüfung der postulierten Chemie dieser Lehrbuchverbindungen ermöglichen. Durch Umsetzungen der synthetisierten Berylliumorganyle mit typischen Substraten für Grignard- und Kreuzkupplungsreaktionen soll zum einen ein vergleichendes und umfassendes Verständnis zu typischen metallorganischen und bororganischen Synthesereagenzien erhalten werden und zum anderen Spezialanwendungen für Syntheseprobleme ergründet werden. Da bereits gezeigt wurde, dass die Reaktivität von Berylliumorganylen zwischen vergleichbaren Verbindungen des Lithiums, Magnesiums, Aluminiums und Bors liegt, wird auch erwartet, dass die erhaltenen Verbindungen für Spezialanwendungen synthetisch relevant sein werden, gerade in Hinblick auf die zu erwartende gute Definition, Löslichkeit und Stabilität in chlorierten Lösungsmitteln. Beispielsweise ist die Einführung von funktionellen Gruppen an sterisch stark abgeschirmten Kohlenstoffatomen oder bei schwer löslichen Substraten vorstellbar. Vom zweiten Arbeitspaket wird ein umfassendes Verständnis zur Reaktivität von Beryllocenen erhalten werden. In Anbetracht der gestiegenen Bedeutung von Beryllocenen in der aktuellen niedervalenten Hauptgruppenchemie ist die Erarbeitung des bisher fehlenden Verständnisses über Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von und der Reaktivität der Beryllocene hoch relevant. Parallel hierzu wird die Reaktivität der neuen Substanzklasse der Diberyllocene umfassend ergründet werden. Diese Ergebnisse werden dann direkt in die Synthese von neuartigen niedervalenten Berylliumverbindungen und Komplexen mit Be—Be-Einfach, Be=Be-Doppel- und Be≡Be-Dreifachbindungen genutzt werden. Diese Substanzen sollten bisher unbekannte Reaktivitäten zeigen und wären damit ein bedeutender Beitrag auf dem aktuell stark beforschten Gebieten der niedervalenten Hauptgruppenchemie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen