Theoretische Untersuchungen zur Aromatizität und anti-Aromatizität von Metallacyclen

• Antragsteller: Dr. Martin Luff
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569059173

Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen theoretische Grundkenntnisse und ein breites Verständnis der Elektronenstruktur von Metallacyclen unterschiedlicher Zusammensetzungen mithilfe des Amsterdam Density Functionals erlangt werden. Ausgehend vom prototypischen, organischen, sechs-gliedrigen Aromaten Benzol (C6H6) soll durch konsekutiven Austausch der CH-Einheiten mit ausgewählten (isolobalen) Übergangsmetall-Komplexfragmenten (z.B.: M = PtCl, TiF, ...) eine Reihe von hypothetischen Metallacyclen (z.B.: C5H5M, C4H4M2, C3H3M3, M6) modelliert werden, deren Elektronenstruktur im Rahmen des Projekts genauer untersucht werden soll. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Einfluss der vorhandenen d-Elektronen der Übergangsmetall-Komplexfragmente auf potentielle aromatische bzw. anti-aromatische Bindungsanteile und deren d-d bzw. p-d Wechselwirkungen mit benachbarten Metall- und Nicht-Metallatomen. Infolgedessen sollen Stabilitätskriterien für Metallaromaten und Metall-Anti-Aromaten aufgeklärt werden und neue Kandidaten gefunden werden, welche möglicherweise auch experimentalchemisch synthetisch zugänglich sein könnten. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse sollen zudem Metallacyclen bestehend aus ausschließlich Metallkomplex-Fragmenten, sogenannte "all-Metal" Metallacyclen, unterschiedlicher Ringgröße (n = 3, 4, 5, 6) untersucht werden, um weitere Grundkenntnisse zur Stabilisierung derartiger Cluster zu schaffen. Die Ergebnisse des geplanten Forschungsvorhabens könnten somit ein essentielles Verständnis der Elektronenstruktur von Metallaromaten und Metall-Anti-Aromaten liefern. Dadurch soll ein Bauplan zur gezielten Synthese geschaffen werden und somit der Weg für weitere experimentelle Untersuchungen dieser Systeme in Bezug auf interessante Materialeigenschaften geebnet werden.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Dr. Matthias Bickelhaupt