Stabilization of reactive small molecules of silicon and aluminum through coordination of heterocyclic carbenes
Final Report Abstract
Silicium und Aluminium gehören neben Sauerstoff zu den häufigsten Elementen in der Erdkruste. Sie sind ubiquitär enthalten und lassen einen dauerhaften (sustainable) weltweiten Verbrauch zu. Dies ist die Motivation und Bedeutung dieser Untersuchungen für eine überzeugende "sustainable" Chemie. In diesem Projekt haben wir uns auf die Isolierung und Charakterisierung von Atomen und kleinen Moleküle wie Si, Si2, SiCl2, Si2H2, Si3, SiCl3, SiF3 , SiF2, AlCl2 konzentriert. Es war teilweise bekannt, dass kleine Moleküle und Atome in einer Edelgas-Matrix sich bei tiefen Temperaturen darstellen lassen. Sobald man erwärmt, kondensieren oder dismutieren diese Moleküle und sind für weitere Untersuchungen und Anwendungen nicht brauchbar. Wir haben die oben aufgeführten Spezies durch die Verwendung von verschiedenen N-heterozyklischen Carbenen erfolgreich isolieren können, sodass die Verbindungen bei Raumtemperatur oder auch höheren Temperaturen stabil sind und damit zu weiteren Umsetzungen eingesetzt werden können. Eine Silicium(II) Verbindung der Zusammensetzung Ph(NR)2Si(:)Cl, die von uns hergestellt wurde, wird inzwischen weltweit von Chemikern als Carben-Analog in den Hauptgruppen und der Übergangsmetall Chemie eingesetzt. Aufgrund der höheren Elektronendichte am Silicium im Vergleich zum Kohlenstoff haben niedervalente Silicium Verbindungen durch ausgesuchte Liganden eine höhere Elektronendichte. Im Rahmen dieser Untersuchungen haben wir auch niedervalente Phosphor Verbindungen wie PCl, PH, PLi, PK und P-Si-P mit Carbenen abfangen können. Die Ergebnisse sind in den angesehenen Zeitschriften, Angewandte Chemie und dem Journal American Chemical Society, erschienen. Diese Zeitschriften haben einen hohen Impact Factor und haben wesentlich zur Verbreiterung dieser Chemie geführt. Man kann diese Ergebnisse auch mit den entsprechenden Molekülen im interstellaren Raum vergleichen, die dort aufgrund sehr niedriger Temperaturen und geringen Konzentrationen noch spektroskopisch nachweisbar sind. Diese spektroskopischen Daten haben uns oft als Leitfaden für Anregungen zu Synthesen von den berichteten Molekülen gedient.
Publications
- A Stable Neutral Radical in the Coordination Sphere of Aluminum.
Angew. Chem. Int. Ed., Vol. 56. 2017, Issue 1, pp. 397-400.
Li, B.; Kundu, S.; Stückl, A. C.; Zhu, H.; Keil, H.; Herbst-Irmer, R.; Stalke, D.; Schwederski, B.; Kaim, W.; Andrada, D. M.; Frenking, G.; Roesky, H. W.
- Synthesis and characterization of Lewis base stabilized mono- and di-organo aluminum radicals. Chem. Commun. 2017, 53, 10516-10519.
Kundu, S.; Sinhababu, S.; Dutta, S.; Mondal, T.; Koley, D.; Dittrich, B.; Schwederski, B.; Kaim, W.; Stückl, A. C.; Roesky, H. W.
(See online at https://doi.org/10.1039/C7CC06358J) - A route to base coordinate silicon difluoride and the silicon trifluoride radical.
Chemistry Eur. J. Vol. 24. 2018, Issue 6, pp. 1264-1268.
Soumen Sinhababu, Subrata Kundu,Alexander N. Paesch, Regine Herbst-Irmer, Dietmar Stalke, Herbert W. Roesky et al.
- Silanylidene and Germanylidene Anions: Valence-Isoelectronic Species to the Well-Studied Phosphinidene. Angew. Chem. 2018, 130,11950-11954; Angew.Chem.Int.Ed.Engl.2018,57,11776-11780.
Mujahuddin M. Siddiqui, Soumen Sinhababu, Sayan Dutta, Subrata Kundu, Paul Niklas Ruth et.al.
