Niedrig koordinierte Germanium- und Zinnverbindungen zur Aktivierung kleiner Moleküle und Katalyse

• Antragsteller: Professor Dr. Shigeyoshi Inoue
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 421609377

In den letzten Jahren zeigte sich großes Interesse auf dem Gebiet der Hauptgruppenelementkatalyse, die als nachhaltige Alternative zur klassischen Übergangsmetallkatalyse angesehen wird. Hierbei sind Kenntnisse über die Aktivierung kleiner Moleküle an Metallzentren und die anschließende Übertragung des daraus gewonnenen Wissens auf relevante Reaktionen die Grundvoraussetzung zur Entwicklung neuartiger katalytischer Prozesse. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass insbesondere niedrig koordinierte Metallzentren der vierten Hauptgruppe charakteristische Reaktivitätsmuster aufweisen und sogar übergangsmetallähnliche Reaktionen eingehen können. Dies könnte als Grundlage für neuartige katalytische Prozesse dienen. So konnte unsere Arbeitsgruppe vor kurzem zeigen, dass niedervalente Siliciumverbindungen mit N-heterozyklischen Imin (NHI)-Substituenten einzigartige Reaktivitäten aufweisen und in der Lage sind Sigma- und Pi-Bindungen kleiner Moleküle unter sehr milden Reaktionsbedingungen zu aktivieren. Der Transfer dieser Erkenntnisse auf die schwereren Homologe, verspricht auf Grund des zunehmenden Metallcharakters und der dadurch größeren Ähnlichkeit zu den Übergangsmetallen, ein vielversprechenderes Potential in der Katalyse. Als Hauptziel dieses Projektes soll die Untersuchung maßgeschneiderter, NHI-stabilisierter Germanium- und Zinnverbindungen formuliert werden. Hierbei stehen vor allem Tetrylene und die schwereren Kongenere der Alkene/Alkine und deren Anwendung in der Aktivierung kleiner Moleküle beziehungsweise deren potentieller Einsatz in der Katalyse im Vordergrund. Basierend auf unserer bisherigen Forschungserfahrung, soll dieses Projekt eine Erweiterung des grundlegenden Verständnisses katalytischer Umsetzungen an niedrig koordinierten Hauptgruppenmetallzentren bewirken und die Voraussetzungen katalytischer Aktivität offenlegen. Der Projektplan unterteilt sich dabei in die zwei folgenden Abschnitte. Der Erste beinhaltet dabei die Planung und Durchführung von Synthesestrategien zur Darstellung der NHI-koordinierten Germanium und Zinn Zielverbindungen. Der zweite Teil umfasst die detaillierte Untersuchung des Reaktionsverhaltens der neuen Verbindungen, sowie die Entwicklung katalytischer Anwendungen. Das dreijährige Forschungsprojekt ist auf zwei Promotionsvorhaben ausgelegt. Dabei soll sich das eine Projekt mit Germanium und das andere mit Zinn befassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen