Neue Konzepte für die maßgeschneiderte Synthese funktionaler freier Borole und Entwicklung ihrer Hauptgruppenelement-Koordinationschemie

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Sindlinger
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496024290

Der monoanionische Cyclopentadienyl-Ligand ist eine Grundsäule der metallorganischen Koordinationschemie und bildet mit fast allen Elementen stabile Verbindungen mit Relevanz von der Grundlagenforschung bis zu angewandten Materialien und industrieller Katalyse. Das isoelekronische, dianionische Boracyclopentadien (Borol) ähnelt dem Cyclopentadienyl in vielfacher Weise, jedoch ist seine Koordinations- und Strukturchemie nur für die Übergangsmetalle untersucht worden und eine Übertragung des Liganden auf p-Block-Elemente ist beinahe unbekannt. Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von selektiven Syntheserouten zu abgestimmt reaktiven, freien Borolen und deren korrespondierenden Dianionen, um diese als robuste, vielseitige Liganden in der Koordinationschemie insbesondere von Hauptgruppenelementen zu etablieren. Der zentrale Schlüssel dazu ist der Aufbau eines umfassenden Verständnisses der Synthesebedingungen von freien Borolen, um eine entscheidende Erweiterung der realisierbaren Substitutionsmuster zu erlauben. Dazu werden durch systematische Untersuchungen zu metallvermittelten, regioselektiven Kupplungen von unsymmetrischen Acetylenen neue 1,4-Dimetallabutadien-Synthone zugänglich gemacht, um die selektive Synthese von substituierten Borolen zu verstehen. Auf diese Weise wird, durch Substituenten-gesteuerte Kontrolle der elektronischen Struktur und des sterischen Profils oder durch zusätzliche Funktionalisierung, das Koordinationsverhalten angepasst und optimiert und die Grundlage für ein anwendungsangepasstes Design geschaffen. Durch die Synthese neuer, milderer Boroltransfer-Reagenzien sollen neue Übertragungsrouten auf p-Blockvorstufen erarbeitet werden um die Koordinationschemie hierhin zu erweitern. Die Strukturen, Eigenschaften und Reaktivitäten der so zugänglich gemachten, bisher unbekannten Boroldiid Zielverbindungen der Hauptgruppenelemente werden untersucht und entlang kontrollierter Anpassung der Substituenten für weitere Anwendungen entwickelt. Die fundamentale Kenntnis zur Darstellung maßgeschneiderter funktionaler Borole und effektiver Komplexierungsprotokolle zu bisher unbekannten p-Blockverbindungen stellt ein riesiges Entwicklungspotential für chemische Anwendungen, beispielsweise katalytischer oder materialspezifischer Natur in Aussicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen