1,2-Dichalkogenolato-1,2-dicarba-closo-dodecaboran-Anionen in der Chemie von Hauptgruppenelementen
Final Report Abstract
Ikosaedrische Carborane, besonders das 1,2-Dicarba-closo-dodecaboran(12) („ortho-Carboran“ 1,2-C2B10H12), sind faszinierende Verbindungen aufgrund ihrer Strukturen und Bindungsverhältnisse. Der einfache Zugang zu C-substituierten Derivaten ermöglicht die Entwicklung einer Chemie, die in mancher Hinsicht analog zu organischen Verbindungen ist, andererseits jedoch neuartige Qualität besitzt. Dies hängt zusammen mit dem räumlichen Anspruch und der starren Struktur des Ikosaeders und der speziellen Bindungssituation an den Kohlenstoff-Atomen. Letzteres spiegelt sich in den NMR-Parametern wider. So bestimmten wir erstmals die Kopplungskonstante 1J(13C,13C) in ortho-Carboran-Derivaten, fanden einen kleinen Wert (ca. 12 Hz je nach Substituent), und Rechnungen lassen schließen, dass diese Kopplungskonstante ein negatives Vorzeichen besitzt, äußerst ungewöhnlich für 13C-13C Spin-Spin-Kopplungen über eine Bindung. Schwerpunkte des Vorhabens war die Chemie der 1,2-Dichalkogenolato-1,2-dicarba-closo-dodecaborat-Dianionen [B10H10C2E2]2- (E = O, S, Se. Te). Dabei sollten die Chalkogen-Atome als Chelatliganden gegenüber Bor (dreifach oder vierfach koordiniert; Borolane) oder Phosphor (Phospholane) wirken. Im Fall des Bors war zu hoffen, dass das Carboran-Gerüst die Cyclen (hier mit E = Se) kinetisch stabilisiert, so dass neue handhabbare Reagenzien entstehen. Das gelang und erste Anwendungen wurden demonstriert. Im Fall des Phosphors konnte ebenfalls mit kinetisch stabilisierender Wirkung des Carboran-Gerüstes gerechnet werden. Jedoch zeigte es sich, dass die nicht-ebene Phospholan-Struktur zu destabilisierenden Wechselwirkungen zwischen dem starren Carboran-Gerüst und dem verbliebenen Substituenten am Phosphor führt. Dies hat Konsequenzen für zahlreiche Phospholane mit Organylgruppen R am Phosphor, die zur Dimerisierung neigen, bemerkenswerterweise umso leichter, je größer der Rest R und je kleiner E. Daraus ergeben sich zahlreiche neue Aspekte, die wir noch nicht vertieft haben. Die Phospholane B10H19C2Se2P-R sind als Lewis-Basen von Interesse, wofür sich Elektronendichte am Phosphor- und den Selen-Atomen anbietet. Erste Versuche waren erfolgreich dies zu nutzen, so dass drei Reaktionsschritte definiert werden können, 1) Adduktbildung, 2) Insertion in eine der P-Se-Bindungen, und 3) Austausch. Alle Untersuchungen wurden begleitet mit der Anwendung moderner NMR-spektroskopischer Methoden, quanten-chemischen Analysen und, wenn möglich, vielfach mit Einkristall-Röntgenstrukturanalysen.
Publications
- Synthesis, Molecular Structure and Reactivity of the Dimethyl Sulfide Adduct of a 1,3,2-Diselenaborolane with an Annelated Dicarba-closo-dodecaborane(12) Unit. Polyhedron, Vol. 29. 2010, Issue 11, pp. 2324-2334.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1016/j.poly.2010.04.032) - 1,3,2-Diselenaborolanes with an Annelated Dicarba-closo-dodecaborane(12) unit. Synthesis, Molecular Structure and Reactivity. European Journal of Inorganic Chemistry, Vol. 2011. 2011, Issue 28, pp. 4481-4492.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1002/ejic.201100563) - Molecular Structures of an 1,5-Diselena-2,4-disila-3-oxa-cycloheptane Derivative and a Diselane. Behavior of the Mixture Containing 1,2-Dilithio- and 1,2-Bis(lithioseleno)-1,2-dicarba-closo-dodecaborane(12). Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, Vol. 637. 2011, Issue 12, Special Issue: In Memory of Professor Kurt Dehnicke, pp. 1895-1902.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1002/zaac.201100240) - 2-Halogeno-1,3,2-diselenaphospholanes with an Annelated Dicarba-closo-dodecaborane(12) Unit. Synthesis, Molecular Structure and Reactivity. European Journal of Inorganic Chemistry, Vol. 2012. 2012, Issue 17, pp. 2908-2915.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1002/ejic.201200163) - Molecular Structures, Reactivity and NMR Spectroscopic Studies of Cyclic and Non-cyclic Silyl-substituted 1,2-Dicarba-closo-dodecaborane(12) Derivatives. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, Vol. 638. 2012, Issue 7‐8, pp. 1080-1092.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1002/zaac.201200027) - Selective Consecutive Insertion of Alkynes into B–Se Bonds of 1,3,2-Diselenaborolane Derivatives. Synthesis and Molecular Structures of Novel Nine-Member Rings. European Journal of Inorganic Chemistry, Vol. 2012. 2012, Issue 24, pp. 3909-3922.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1002/ejic.201200471) - Oxidation of 1,3,2-Diselenaphospholanes with an Annelated Dicarba-closo-dodecaborane(12) Unit by Addition of Sulfur and Selenium. Molecular Structure of a Novel 1,2,4,5-Tetraselena-3-phospha Heterocycle. Journal of Organometallic Chemistry, Vol. 747. 2013, pp. 140-147.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2013.03.028) - Synthesis of some Tellurasila Cycles Containing an Annelated Dicarba-closo-dodecaborane(12) Unit. Structure of a 1,4-Ditellura-2,3-disila-cyclohexane Derivative. European Journal of Inorganic Chemistry, Vol. 2013, 2013, Issue 3, pp. 398-408.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1002/ejic.201201124) - 1,3,2-Diselena- and 1,3,2-Ditelluraphospholanes with an Annelated 1,2-Dicarba-closo-dodecaborane(12) unit. European Journal of Inorganic Chemistry, Vol. 2014. 2014, Issue 11, pp. 1929-1948.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1002/ejic.201301600) - 1,3,2-Dithiaphospholanes with an Annelated 1,2-Dicarba-closo-dodecaborane(12) Unit: Formation and Reactivity. Dalton Transactions, Vol. 43. 2014, pp. 5021-5043.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1039/c3dt52753k) - Novel 1,3-Dichalcogeno-2-phospholanes with an Annelated 1,2-Dicarba-closo-dodecaborane(12) Unit. Athens Journal of Natural & Formal Sciences, Vol. 1. 2014, Issue 2, pp. 83-95.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.30958/ajs.1-2-1) - Reactions of 1,3,2-Diselenaphospholanes with Lewis Acids: Borane and Pentamethylcyclopentadienyl Rhodium- and Iridium Dichloride.
European Journal of Inorganic Chemistry, Vol. 2014. 2014, Issue 28, pp. 4865-4876.
B. Wrackmeyer, E.V. Klimkina, W. Milius
(See online at https://doi.org/10.1002/ejic.201402486)
