Neue Imino-Phosphane und Imino-Arsane: Synthese, Eigenschaften und Reaktivität

• Antragsteller: Dr. Alexander Hinz
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 570065382

Mit dem vorgeschlagenen Projekt sollen Arbeiten im Bereich der Anorganischen Molekülchemie vorangetrieben werden. In diesem Teilgebiet der Chemie werden auch schwere Mehrfachbindungssystems untersucht, die Anwendungen in der Aktivierung kleiner Moleküle wie CO2 und H2 finden, als Liganden für Übergangsmetallkomplexe dienen oder sogar als Katalysatoren beispielsweise für die Cyclotrimerisierung von Alkinen eingesetzt werden können. Dabei werden häufig sterisch anspruchsvolle Gruppen zur kinetischen und thermodynamischen Stabilisierung eingesetzt. Mithilfe des in unserer Gruppe entwickelten N-aminierten Carbazolylgerüsts sollen nun zunächst neue Imino(halo)phosphane (RN=PX) stabilisiert werden, welche durch Elektronendelokalisation in das Carbazolylgerüst auch die Modulation der Bindungsordnung des Mehrfachbindungssystems zulässt. Die Halogenidfunktionalität erlaubt vielfältige Derivatisierung dieser ungewöhnlichen Verbindungsklasse. Der erste Schwerpunkt des Projekts zielt genau darauf ab: Durch Halogenidabstraktion, Reduktion und Metathese sollen weitere Moleküle mit P-N-Mehrfachbindungen erhalten werden. Diese können in Abhängigkeit von ihrer Bindungssituation besondere Reaktivität zeigen, die stets begleitend untersucht werden soll. Der zweite Schwerpunkt kombiniert die Halogenidabstraktion von Imino(halo)phosphanen mit der Reaktion mit Organoaziden, die die Darstellung einer zweifach koordinierten P(V)-Verbindung zum Ziel hat. Dafür ist bedeutende Lewis-Acidität zu erwarten, die für die Aktivierung kleiner Moleküle ausgenutzt werden kann. Der dritte Schwerpunkt ist die Ausdehnung der synthetischen Methodik auf die noch schwereren Gruppe-15-Elemente. Bislang sind isolierbare Imino(halo)arsane unbekannt, durch den Carbazolylsubstituenten könnten sie aber ausreichend stabilisiert werden, um ihre Darstellung zu ermöglichen. Hierbei würde ein neues Feld der Molekülchemie erschlossen, und vielfältige Folgereaktionen in Analogie zu den ersten beiden Schwerpunkten sind denkbar. Erste Schwerpunkt ist planbar im Rahmen explorativer Synthesearbeit, während der zweite und dritte Schwerpunkt deutlich schwieriger zu erreichen sind. Sie haben aber das Potenzial einen großen Fortschritt für die Hauptgruppenmolekülchemie zu erzielen. Bereits in diesem Projekt sind neue Mehrfachbindungssysteme und deren Reaktionsmuster mit kleinen Molekülen zu erwarten. Darüber hinaus werden bedingt durch die präparative Herausforderung transferierbare Synthesemethoden erarbeitet, die langfristig weitere reaktive molekulare Spezies zugänglich machen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen