Unser Arbeitskreis beschäftigt sich mit der Entwicklung heteroaromatisch-funktionalisierter Molekülverbindungen der schweren Gruppe 13 und 14 Elemente und deren Einsatz in Folgeprozessen. Neben der Aufklärung von Struktur- und Reaktivitätsbeziehungen interessieren uns Untersuchungen zu Anwendungen dieser Verbindungen beispielsweise als Metalloliganden zur Koordination von Übergangsmetallen für den Einsatz in katalytischen Reaktionen oder als molekulare Vorstufen für die Entwicklung von Verbindungen mit schaltbaren Eigenschaften.

Forschungsprojekte

Zinn(IV)-Verbindungen, in denen das Zinnatom von fünf organischen Liganden gebunden ist, gelten als Schlüsselintermediate in den synthetisch wichtigen Zinn–Lithium-Austauschreaktionen. Wir versuchen solche Verbindungen nicht nur spektroskopisch nachzuweisen, sondern auch in Substanz zu isolieren und sie in Folgereaktionen einzusetzen. Neben fünffach-koordinierten haben wir auch sechsfach-koordinierte Verbindungen dieser Art darstellen können. Besonderes Merkmal letzterer ist eine intramolekulare Koordination der Kationen (M+) durch das selbst sehr hoch reaktive Zinnheteroaryl-Dianion.

Intramolekulare Koordination versus Kation-Anionen-Separation

I. Gebauer, D. Gräsing, J. Matysik, S. Zahn, K. Zeckert, Dalton Trans. 2017, 46, 8279. DOI

I. Schrader, K. Zeckert, S. Zahn, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13698. DOI

 

Eine zentrale Rolle in unserer Forschung spielen Moleküle der Form [E(2-py)3] mit Zinn oder Blei als Brückenkopfatom (E) in der Oxidationsstufe +II. Diese Verbindungen zeigen eine vielfältige Reaktivität gegenüber anderen Hauptgruppenelement-Verbindungen.

Unter Ausnutzung der Redoxanfälligkeit der Blei(II)-Systeme lässt sich z.B. über die Bildung eines Pb-Ga gebundenen Komplexes ein direkter Zugang zu Heteroarylgallium-Verbindungen finden.

K. Zeckert, D. Fuhrmann, Inorg. Chem. 2019, 58, 16736. DOI

Die Einführung der Verbindungen [E(2-py)3], mit E = Sn oder Pb, als metallbasierte Liganden in die Lanthanoid-Chemie hat zu einigen Highlights auf diesem Gebiet geführt, wie zum Beispiel den ersten molekularen Ln–Pb-Bindungen. Wir konnten eine unerwartet starke Donor-Akzeptor-Wechselwirkung der scheinbar weichen Lewis-Basen E gegenüber den harten Lewis-Säuren Ln zeigen. Darüber hinaus wurden interessante Redoxprozesse beobachtet. Die Studien sind Teil eines breiteren Programms, das Synthesewege zu molekularen Verbindungen mit Metall–Metall-Bindungen entwickelt, ihre elektronische Struktur bewertet und ihre Reaktivität nutzt.

Dieser pentametallische Europium/Blei-Komplex ist vermutlich eine Zwischenstufe in einem mehrstufigen Reaktionsprozess eines ursprünglich gebildeten Pb–Eu-gebundenen Komplexes.

Thematisch relevante Publikationen:

K. Zeckert, J. Griebel, R. Kirmse, M. Weiß, R. Denecke, Chem. Eur. J. 2013, 19, 7718. DOI

K.Zeckert, Organometallics 2013, 32, 1387. DOI

K.Zeckert, Dalton Trans. 2012, 41, 1401. DOI

K.Zeckert,S. Zahn, B. Kirchner, Chem. Commun. 2010, 46, 2638. DOI

Im Fokus dieses Projektes stehen Cluster-Verbindungen der schweren Gruppe 14 Elemente sowie die Synthese entsprechender molekularer Vorstufen. Im Gegensatz zu Silizium und Germanium gibt es für Zinn und Blei hierbei einige Einschränkungen, die mit der signifikanten Abnahme der Element–Element-Bindungsenergie einhergehen. Gleichermaßen sind verzweigte Strukturen mit mehr als einer Element–Element-Bindung im System für die beiden schwersten Homolgen des Kohlenstoffs eher selten.

Molekülstrukturen zweier Tris(Stannyl)metallat(II)-Verbindungen

K. Zeckert, Inorganics 2016, 4,19. DOI

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