Donoralkinkomplexe

Der Kern unserer Arbeiten liegt in der Entwicklung einer Koordinationschemie mit Donoralkinen (D-C≡C-D)n- bestehend aus D = O, S, NR, PR2 wobei n = 0, 1, 2 gilt. Diese Liganden können im μ-k2-X,X’-Modus (1), im μ-η2-C,C’-k2-D,D’-Modus (2) als auch im η2-C,D-η2-C,D-Modus (3) zwei Metalle verbrücken, sodass ein sehr kurzer Metall-Metall Abstand resultiert. Besonders der Bindungsmodus (1) eignet sich für die Verknüpfung unterschiedlicher Metallzentren, wobei ein Metall klassisch metallorganisch über das π-System der CC-Dreifachbindung bindet, während das zweite Metall chelatartig über die Donoratome komplexiert wir. Die Donoratome können beinahe beliebig kombiniert und den Anforderungen an das zweite Metallzentrum angepasst werden.

Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf der Entwicklung synthetischer Konzepte. Aufgrund intrinsischer Instabilität müssen viele Donoralkine im Komplex als Alkinkomplex aufgebaut werden. Zur eindeutigen Charakterisierung der synthetisierten Donoralkin-Komplexe untersuchen wir u.a. die elektronische Komplexstruktur, welche mit spektroskopischen und theoretischen Methoden (z.B. NMR-Spektroskopie, IR- und Resonanz-Raman-Spektroskopie, UV/Vis- und NIR-Spektroskopie, Cyclovoltammetrie und DFT-Berechnungen) bestimmt werden. Die Metallzentren erweisen sich aufgrund der ungesättigten Natur des Liganden als elektronisch extrem stark gekoppelt, so dass viele donoralkinverbrückte polynukleare Komplexverbindungen als gemischtvalent angesehen werden können. Die generelle Redoxaktivität von Alkinkomplexen früher Übergangsmetalle macht die entsprechenden Metalla-η2-C,C’-Donoralkinkomplexe wiederum zu interessanten, funktionalen κ2-D,D’-Liganden für Katalyseprozesse mit hohem Elektronenbedarf. Die Variabilität der Donoratome sollte ein breites Anwendungsspektrum ermöglichen. 

Am besten untersucht ist der Ligand Acetylendithiolat, (SC≡CS)2−. Es gelang uns in den letzten Jahren nicht nur, erste Komplexverbindungen mit diesem Liganden vorzustellen, sondern wir konnten darüber hinaus auch sein bemerkenswertes koordinationschemisches Potenzial aufzeigen. Aufgrund der ambident-all-dentaten Natur des Acetylendithiolats lassen sich mehrere Metallzentren auf vielfältige Weise zu polynuklearen Komplexverbindungen (4), verknüpfen, in denen bis zu acht Metallzentren durch maximal vier Acetylendithiolat-Einheiten verbrückt werden. Derartige isolierte Cluster erreichen Größen im Nano-Maßstab.

Schlüsselpublikationen