ESR-Spektrometer

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie
• Förderung: Förderung in 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 211301226

• Erstellungsjahr: 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Durch die Anwendung der Elektronenspinresonanz(ESR)-Spektroskopie konnten in vielen Projekten erhebliche Fortschritte erzielt werden. Zudem haben sich uns dadurch gänzlich neue Forschungsgebiete eröffnet. So konnten die Redoxprozesse von Borolen, ungesättigten fünfgliedrigen Borheterocyclen, und Diborenen, Verbindungen mit einer elektronenpräzisen Bor-Bor-Doppelbindung, aufgeklärt werden. Die durch Ein-Elektronen-Übertragungs-Reaktionen gebildeten Radikalionen konnten zweifelsfrei nachgewiesen und eindeutig charakterisiert werden. Für die Klasse der Borolverbindungen konnte in diesen Studien gezeigt werden, dass die bekannte Zwei-Elektronen- Reduktion zu den entsprechenden Boroldianionen, die isoelektronisch zu Cyclopentadienyl-Anionen sind, stufenweise über zwei Ein-Elektronen-Schritte abläuft. Belege für einen Elektronentransferprozess wurden auch bei nukleophilen Substitutionsreaktionen von einem Borolbasierten Borylanion gefunden. Durch den spektroskopischen Nachweis eines neutralen Borolylradikals im Reaktionsverlauf konnte gezeigt werden, dass ein Elektronen transfer- statt eines SN2-Mechanismus vorliegt. Als wichtiges Instrument hat sich die ESR-Spektroskopie auch in der Charakterisierung von Systemen mit mehreren spintragenden Bor-Einheiten erwiesen. Mittels ESR- Methoden konnten in einer Reihe von Boryl-Diradikalen die Art und Größe der Wechselwirkung der ungepaarten Elektronen an den Bor-Zentren in Abhängigkeit des aromatischen Brückenligandes bestimmt werden. Die Erkenntnisse aus diesen Studien werden im Rahmen eines anlaufenden Graduiertenkollegs (GRK) zum Thema „Molekulare Biradikale“ für die gezielte Darstellung von organischen Triplett-Molekülen genutzt. Neben elementorganischen Radikalen wurde die Methode auch zur Charakterisierung von zahlreichen Metallkomplexen, insbesondere von ansa-verbrückten Metalloarenen eingesetzt. Untersuchungen an einer Reihe von homo- und heteroleptischen Vanadoarenophanen haben gezeigt, dass die Vanadium-Hyperfeinkopplungen mit der Abwinkelung des jeweiligen Satzes an carbocyclischen Ringen korreliert. Mit Hilfe des Spektrometers konnten auch Untersuchungen an davon abgeleiteten paramagnetischen Makromolekülen vorgenommen werden, die Aufschluss über deren Ring-geöffnete Struktur erlaubten. Die Möglichkeit zu ESR-spektroskopischen Messungen hat stark zur Vernetzung und zum Dialog der verschiedenen Arbeitsgruppen am Institut, aber auch zum institutsübergreifenden Austausch, beigetragen und damit wesentlich zum Aufbau eines neuen Graduiertenkollegs verholfen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 2977. Angew. Chem. 2012, 124, 3031
  Prof. Dr. H. Braunschweig, Prof. Dr. V. Dyakonov, J. Oscar. J. Jimenez-Halla, Dr. Katharina Kraft, Dr. I. Krummenacher, Dr. K. Krzysztof, A. Sperlich und J. Wahler
  
• Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 12852. Angew. Chem. 2013, 125, 13088
  Prof. Dr. H. Braunschweig, Prof. Dr. B. Engels, Z. Falk, C. Hörl, J. H. Klein, T. Kramer, H. Kraus, Dr. I. Krummenacher, Prof. Dr. C. Lambert und C. Walter
  
• Chem. Eur. J. 2013, 19, 270
  Prof. Dr. H. Braunschweig, Prof. Dr. F. Breher, S. Capper, K. Dück, Dr. M. Fuß, Dr. J. O. C. Jimenez-Halla, Dr. I. Krummenacher, Dr. T. Kupfer, Dr. D. Nied und Dr. K. Radacki
  
• Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5453. Angew. Chem. 2014, 126, 5557
  Dr. R. Bertermann, Prof. Dr. H. Braunschweig, Dr. R. D. Dewhurst, C. Hörl, T. Kramer und Dr. I. Krummenacher
  
• Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5689. Angew. Chem. 2014, 126, 5797
  Dr. P. Bissinger, Prof. Dr. H. Braunschweig, Dr. A. Damme, Dr. T. Kupfer und Dr. I. Krummenacher
  
• Organometallics 2014, 33, 1659
  Dr. T. Arnold, H. Braunschweig, Dr. A. Damme, Dr. C. Hörl, Dr. T. Kramer, Dr. I. Krummenacher und Dr. J. Mager
  
• Angew. Chem. Int. Ed. 2015
  Dr. D. Schmidt, M. Son, Dr. J. M. Lim, Dr. M.- J. Lin, Dr. I. Krummenacher, Prof. H. Braunschweig, Prof. Dr. D. Kim und Prof. Dr. F. Würthner
  
• Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 359. Angew. Chem. 2015, 127, 366
  Dr. P. Bissinger, Prof. Dr. H. Braunschweig, Dr. A. Damme, Dr. C. Hörl, Dr. I. Krummenacher und Dr. T. Kupfer
  
• J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1492
  Prof. H. Braunschweig, Dr. A. Damme, Dr. S. Demeshko, Dr. K. Dück, Dr. T. Kramer, Dr. I. Krummenacher, Prof. Dr. F. Meyer, Dr. K. Radacki, S. Stellwag-Konertz und Dr. G. Whittell
  
• J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 6750
  Dr. L. Ji, Dr. R. M. Edkins, Dr. A. Lorbach, Dr. I. Krummenacher, C. Brückner, Dr. A. Eichhorn, Prof. Dr. H. Braunschweig, Prof. B. Engels, Prof. P. J. Low, Prof. T. B. Marder