Ligand-Metall-Elektronentransferprozesse in Komplexen von späten Übergangsmetallen mit redoxaktiven Guanidinliganden: Grundlegendes Verständnis und Anwendung zur Redoxkatalyse

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Jörg Himmel
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404520422

Aufgrund der zusätzlichen Möglichkeiten, die sich durch eine Ligand-Redoxaktivität bieten, werden Koordinationsverbindungen mit redox-aktiven Liganden momentan intensiv untersucht. Ein redox-aktiver Ligand kann als Elektronenreservoir fungieren und dadurch bei katalytischen Anwendungen die Substrat-Aktivierung verstärken. Darüber hinaus liegen redox-aktive Liganden öfters als Radikal-Liganden vor, und die erhöhte Spindichte am Liganden kann eine spezielle, ligand-basierte Reaktivität herbeiführen. Schließlich ändert das an den redox-aktiven Liganden gebundene Metall seine Eigenschaften, wie beispielsweise seine Lewis-Azidität, je nach Redoxzustand des redox-aktiven Liganden. Meine Arbeitsgruppe untersucht Koordinationsverbindungen mit redox-aktiven Guanidinliganden. Redox-aktive Guanidine lassen sich in zwei Molekülklassen einteilen, Guanidino-Funktionalisierte Aromaten (GFAs), bei denen zwei oder mehr Guanidinogruppen an ein aromatisches System gebunden sind, und Harnstoff-Azine bzw. verwandte Moleküle, bei denen zwei Guanidinyl-Gruppen (bzw. dazu verwandte Gruppen) über eine direkte N-N Bindung miteinander verknüpft sind. Beide Molekülklassen sind für die geplanten Arbeiten relevant. Das Projekt lässt sich in zwei Teilprojekte, TP1 und TP2, gliedern. In TP1 werden gezielt durch verschiedene Stimulanzien ausgelöste intramolekulare Ligand-Metall-Elektronentransferprozesse untersucht. Im Unterschied zu den hauptsächlichen Arbeiten innerhalb der ersten Förderperiode, die sich auf möglichst kleine Bis- und Tetrakisguanidine konzentrierten, werden redox-aktive Oligoguanidine, die aus mehreren elektronisch miteinander gekoppelten redox-aktiven Einheiten aufgebaut sind, in die Untersuchungen mit einbezogen. Die fundamentalen Untersuchungen in TP1 bilden die Grundlage für einen Teil der Arbeiten in TP2 zu Bindungsaktivierungen und katalytische Anwendungen von Koordinationsverbindungen mit redox-aktiven Guanidinliganden. Darüber hinaus werden in TP2 protonen-gekoppelte Elektronentransfer-Reaktionen mit den freien redox-aktiven Guanidinen untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen