Forschung
Aktivierung kleiner Moleküle: Molekularer Stickstoff und Kohlenstoffdioxid
In unseren Arbeiten zur Aktivierung und Funktionalisierung von N2 verwenden wir u.a. Diphosphinotolan-Komplexe, beispielsweise des Molybdäns, die sich durch eine gewisse Non-Innocence des Tolan-Ligandrückgrats auszeichnen. So gelang es uns kürzlich, gasförmigen Stickstoff mit Hilfe eines entsprechenden Mo-Komplexes zu spalten. Das koordinierte Alkin des Liganden wird hierbei nicht reduziert. Auch in nachgelagerten Funktionalisierungsreaktionen wird die Alkineinheit toleriert (siehe nachstehende Abbildung).
Zur Aktivierung von CO2 entwickelten wir einen maßgeschneiderten Tantal-Hydridokomplex mit einer cyclometallierten NHC-iPr-Gruppierung. Es stellte sich heraus, dass sich fluorierte Alkoxide (ORF = OtBu-F6) besonders gut eignen, um die Metall-Hydrido-Einheit sterisch abzuschirmen. In der Umsetzung mit Kohlenstoffdioxid, verhindert diese Abschirmung die Bildung eines Methandiolates, so dass der erste Tantal-Formiatkomplex ausgehend von CO2 erhalten werden konnte. Bemerkenswerterweise gelang auch die Freisetzung von Methlyformiat (siehe nachstehende Abbildung) und eine nachgelagerte Umsetzung des so erhaltenen Tantal-Triflats mit Dimethylzink.
Homogene Katalyse mit frühen Übergangsmetall-Komplexen
In diesem Teilbereich unserer Arbeiten befassen wir uns mit reaktiven Hydrido-, Alkyl-, Alkyliden- und Alkylidin-Komplexen der frühen Übergangsmetalle, wobei wir stets besonderen Wert darauf legen, gänzlich neue Komplexe zu synthetisieren. Im Mittelpunkt steht demnach die grundlegende Erforschung der metallorganischen Verbindungen, um aufbauend auf diesen Erkenntnissen dann gezielt nach Anwendungen in der Katalyse zu suchen. Neben Diphosphinotolanen (C/P-Hybridliganden), setzten wir auch Amidophosphine (N/P-Hybridliganden) und Phosphinoalkoxide (O/P-Hybridliganden) zur Stabilisierung der Metallfragmente ein. In nachstehender Abbildung werden zwei unserer Tantal-Katalysatoren beispielhaft vorgestellt.
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Oxidierte Diphosphadibenzo[a,e]pentalene als neue Funktionsmaterialien
Im Zuge unserer Arbeiten mit Diphosphinotolanen stellten wir fest, dass es zur halbseitigen oder beidseitigen Cyclisierung des Liganden kommen kann. Während erstgenannter Prozess zur Synthese neuer P-ylidischer Carben-Komplexe genutzt werden kann, führt die beidseitige Cyclisierung zu Diphosphadibenzo[a,e]pentalenen (siehe nachstehende Abbildung). Diese lassen sich zu den entsprechenden Radikalkationen (1e--Oxidation) bzw. zu den entsprechenden P-verbrückten Leiterstilbenen (2e--Oxidation) umsetzen. Die doppelt oxidierten P-verbrückten Leiterstilbene lösen sich sehr gut in Wasser und zeigen eine grünlich-blaue Fluoreszenz, so dass diese Verbindungen als neue Funktionsmaterialien eingesetzt werden können.
