Stabilisierung intermolekular frustrierter Lewis Paare durch Dispersionsenegiedonoren

• Antragsteller: Professor Dr. Jan Paradies
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 397983120

Dispersive Wechselwirkungen wurden als Grund für ungewöhnliche physikalische Eigenschaften, Konformationen, Selektivitäten in chemischen Reaktionen oder für die Stabilisierung sterisch überfrachteter Moleküle erkannt. Einer der faszinierendsten Aspekte in dieser Hinsicht ist, dass sterischer Anspruch in Form von Dispersionsenergiedonoren zur thermodynamischen Stabilisierung von Molekülen beiträgt. Dies kann sowohl zu spektakulären Bindungssituationen als auch zu extrem kleinen Abständen in intermolekularen Aggregaten führen. In diesem Forschungsvorhaben sollen Dispersionsenergiedonoren für die Stabilisierung von intermolekularen "Encounter" Komplexen frustrierter Lewis Paare eingesetzt werden. Die entsprechenden Lewis Basen und Lewis Säuren sind von Triarylphosphanen, -aminen und -boranen abgeleitet, die in Position 3 und 5 des Arylring mit Dispersionsenergiedonoren ausgestattet sind. Als Dispersionsenergiedonoren kommen rigide Alkylfragmente wie Methyl, isoPropyl und tertButyl in Frage, wodurch der entsprechende "Encounter" Komplex des frustrierten Lewis Paares stabilisiert wird. Insgesamt sind so 54 Kombinationen dispersionsstabilisierter "Encounter" Komplexe zugänglich. Sowohl strukturelle, als auch thermodynamische Daten werden durch temperaturabhängige NMR-Spektroskopiemethoden erhalten. Des Weiteren werden die frustrierten Lewis Paare in der Aktivierung von Wasserstoff untersucht, wodurch die Verbindung zwischen Dispersionsenergiedonoren und katalytischer Aktivität hergestellt wird. Die experimentellen Daten dieses systematischen Ansatzes sind für die Verbesserung Dichtefunktional-basierter Methoden, die Dispersionswechselwirkungen berücksichtigen, von sehr großem Wert. In enger Kooperation mit S. Grimme werden unsere synthetischen Untersuchungen durch quanten-mechanische Berechnungen komplementiert. Hier werden die jeweiligen Strukturen durch DFT-Methoden berechnet und anschließend die einzelnen Energiebeiträge zur Gesamtstabilisierung des Komplexes analysiert.Aufgrund unseres systematischen Ansatzes sind jetzt qualitative und quantitative Aussagen einzelner Dispersionsenergiedonoren in Hinsicht auf Struktur und Reaktivität möglich.Insgesamt trägt unser Projekt über Dispersionsenergiedonoren-stabilisierte "Encounter" Komplexe frustrierter Lewis Paare im großen Maße zu allen Kernpunkten des SPP 1807 bei:- Synthese von neuen Dispersionsenergiedonoren-stabilisierter Strukturen- quantitative Evaluierung von Dispersionsenergiedonoren in Verbindung mit intermolekularer Komplexbildung- Lösemittelabhängigkeit von Dispersionsenergiedonoren-stabilisierter Strukturen und- Übergangszustandsstabilisierung durch Dispersionsenergiedonoren

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1807: Control of London Dispersion Interactions in Molecular Chemistry
• Kooperationspartner: Professor Dr. Stefan Grimme