Chalkogenid-basierte Ionische Flüssigkeiten in der Synthese von Metallchalkogenid- und Interchalcogenid-Materialien nahe Raumtemperatur

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Sundermeyer
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 376983425

Das Projekt untersucht die Anwendung Ionischer Flüssigkeiten (IL) Chalcogen-basierter Anionen vom Typ Hydrochalcogenid [EH], Trimethylsilylchalcogenid [E-TMS] oder Polychalcogenid [Ex] (E = S, Se, Te) in der Synthese ausgewählter 2D- und 3D-Metal-Chalcogenid- oder Poly- bzw. Interchalcogenid-Materialien. Das Vorhaben wird klare Vorteile der Nutzung derart hochreaktiver Synthone für den Chalkogen-Transfer herausarbeiten, die einen einfachen Zugang, höchste Reinheit, perfekte Löslichkeit in organischen Cosolventien, niedrige Schmelzpunkte (in einigen Fällen) und eine äußerst hohe Reaktivität gegenüber Elektrophilen und Lewis-Säuren aufweisen. Eine Strategie verfolgt Protolysereaktionen ausgewählter Metallorganyle und Amide in Ionischen Flüssigkeiten Cat [EH] (E = S, Se), eine weitere komplementäre Strategie die Anionmetathese von Metallhalogeniden, die in Cat [E-TMS] and Cat [EH] ILs gelöst werden. In dieser Hinsicht werden Reaktivitätsmuster ausgewählter Metall-Vorläuferverbindungen des p-Blocks, Ga(III), In(III), In(II) and Sn(II), in ihren Reaktivitätsmustern mit ausgewählten Startverbindungen der f-Block Elemente, Ln(II) and Ln(III), verglichen. Neue Klassen thermolabiler Chalcogenido-Organometallate [(RxM)yEz]n- (M = Ga, In, La und Ln; E = S, Se) und Trimethylsilylchalcogenido-Metallate [M(E-TMS)4]- (M = Ga, In, La) werden erschlossen. Sie stellen labile Intermediate in der Gewinnung von Halbleitermaterialien ME, M2S3 und ME2 nahe Raumtemperatur oder knapp darüber dar. Reaktionen mit oben genannten ILs bei Raumtemperatur erlauben die Isolierung neuer Zinn(II)- und Zinn(IV)-Vorläuferverbindungen, Cat[SnE2] und Sn(E-TMS)4 (E = S, Se), deren Kondensation zu SnE und SnE2 Halbleitermaterialien untersucht wird. Die Reaktion von [NH4]2[MoS4] mit Methylcarbonat-ILs Cat[MeCO3] bietet einen Zugang zu Zwischenprodukten Cat2[MoS4], die über zwei Strategien in MoS2 überführt werden sollen: 1) Thermolye im IL-Flux und 2) Reaktionen mit Elektrophilen, gefolgt von reduktiver Eliminierung von Disulfiden. Eine dritte Strategie untersucht die Thiolyse von [MoX4] Komplexen in Cat[SH] oder Cat[S-TMS] ILs. Schließlich ist geplant, die Vorteile Chalcogenid-basierter ILs in der Synthese von Chalcogen-reichen Polychalcogenid-, Interchalcogenid- und Interchalcogen-Materialien zu erforschen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1708: Materialsynthese nahe Raumtemperatur