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FORSCHUNGSPROJEKTE
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CYCLOHEPTATRIENYL-LIGANDEN:
Unsere Forschungsaktivitäten sind im Bereich der präparativen Organometallchemie und Koordina-tionschemie angesiedelt, wobei die Entwicklung neuer, ungewöhnlicher Ligandensysteme und das Studium ihrer Übergangsmetallkomplexe im Mittelpunkt unseres Interesses stehen. Dabei sind in meiner Arbeitsgruppe zu Beginn meiner eigenständigen akademischen Laufbahn vor allem Komplexe mit funktionalisierten Cycloheptatrienyl-Liganden untersucht und als neuartige molekulare Materialien und Katalysatoren eingesetzt worden („Organometallchemie mit Siebenringen“). Unsere aktuellen Arbeiten in diesem Bereich konzentrieren sich auf die Synthese und Reaktivität von funktionalisierten Cycloheptatrienyl-Cyclopentadienyl-Sandwichkomplexen wie I und II, die für den Aufbau von Metallopolymeren und metallosupramolekularen Aggregaten und für die Entwicklung von Bimetallkatalysatoren genutzt werden.
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SUPERBASISCHE IMINE UND IMIDE:
Besonders intensiv studieren wir zur Zeit die Koordinationschemie anionischer Imidazolin-2-iminato- (ImC=N-) und neutraler Imidazolin-2-imin-Liganden (ImC=NR). In diesen Verbindungen führt die Fähigkeit des Imidazolinrestes zur effektiven Übernahme und Stabilisierung einer positiven Ladung zu ausgeprägt basischen Eigenschaften der Stickstoff-Donoratome und zur Ausbildung besonders stabiler Stickstoff-Metall-Bindungen. Diese Eigenschaften prädestinieren Imidazolin-2-iminato-Liganden für den Einsatz als Steuerliganden in der homogenen Katalyse, und es konnten z. B. neuartige Katalysatoren z. B. für Alkinmetathesen (III) und Hydroaminierungen (IV) mit diesen „superbasischen“ Ligandensystemen erhalten werden. III ist der zur Zeit aktivste Alkinmetathesekatalysator, und er erlaubt effiziente Kreuz- und Ringschlussmetathesen bereits bei Raumtemperatur und geringen Katalysatorkonzentrationen. Ich bin überzeugt, dass es mit dieser von uns patentierten Verbindungsklasse gelingen könnte, die Alkinmetathese in ihrer Bedeutung an diejenige der Olefinmetathese heranzuführen. Neutrale, chelatisierende Polyiminliganden eignen sich auch hervorragend für koordinationschemische Studien, und die erhaltenen Übergangsmetallkomplexe wie der Kupferkomplex V können u. a. für biomimetische Studien über O2- und CO2-Fixierung verwendet werden.
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CARBENE UND CYCLOPROPENYLIDENE:
Bis(dialkylamino)cyclopropenylidene wie VI und Imidazolin-2-ylidene (VII) sind C3N2R4-Strukturisomere, wobei für erstere bislang kein vergleichbares Anwendungspotential erschlossen werden konnte. Mit der Isolierung und röntgenographischen Charakterisierung von VI gelang uns die Synthese des ersten stabilen, chiralen Cyclopropenylidens. Dieses und ähnliche Carbene werden als chirale Organokatalysatoren und als Liganden in der asymmetrischen, homogenen Metallkatalyse verwendet. Darüber hinaus studieren wir den Einsatz der Carbene VI und VII in Kombination mit Boranen für die Aktivierung von H-H, N-H und C-H-Bindungen und für die Entwicklung von metallfreien Katalysatoren. Wichtig ist hierbei, den sterischen Anspruch so abzustimmen, dass die Bildung von Carben-Boran-Addukten verhindert wird (Erzeugung von „frustierten Lewis-Säure-Lewis-Base-Addukten“).
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BIOMETALLORGANISCHE KOMPLEXE UND CALIX[3]ARENE:
Viele biologisch aktive Substanzen besitzen ein 8-Azabicyclo[3,2,1]octan- bzw. Tropan-Grundgerüst. Ein Beispiel ist der Naturstoff Kokain. Daher ist die Synthese von Übergangs-metallkomplexen, in denen Tropan-Derivate als Liganden fungieren, von großem Interesse, da diese die regio- und stereoselektive Einführung von Substituenten und damit die Entwicklung neuer Naturstoffsynthesen ermöglichen könnten. Ein geeignetes Ausgangsmaterial ist das bicyclische Alken Tropidin (IX), aus dem sich Tropidinyl-Allylkomplexe aufbauen lassen. Darüber hinaus nutzen wir Abbauprodukte des Chinins, um chirale Liganden wie den Quincorin-Imidazolidin-Liganden X und daraus chirale Fe- und Ru-Katalysatoren für asymmetrische Transferhydrierungen aufzubauen. Auch Homooxacalix[3]arene des Typs XI gehören in unser Liganden-Portfolio. Diese schalenförmigen Liganden können konvexe und konkave Konformationen bezüglich des koordinierten Komplexfragmentes einnehmen und wurden von uns bereits für die Synthese von Wolframalkylidin- und Wolframnitridokomplexen genutzt, die wir für C-C- und C-N-Dreifachbindungsmetathesen verwenden wollen. |
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POSTER-PRÄSENTATIONEN/
POSTER PRESENTATIONS
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