Untersuchungen abnormaler N-heterocyclischer Carben-Nickel- und -Kupfer-Komplexe (aNiCu)

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Rajendra S. Ghadwal
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422677511

Klassische N-heterocyclische Carbene (NHCs), 1,3-Imidazol-2-ylidene sind sehr vielfältige σ-Donor-Liganden und haben der Organometallchemie und Katalyse zu bemerkenswerten Fortschritten verholfen. Im Vergleich zu herkömmlichen Phosphan-Liganden, ist der weitverbreitete Erfolg von NHCs hauptsächlich auf ihre stärkeren σ-Donor-Eigenschaften zurückzuführen. Experimentelle und theoretische Untersuchungen deuten darauf hin, dass anormale NHCs (aNHCs) (1,3-Imidazol-4-ylidene oder 1,3-Imidazol-5-ylidene) noch stärkere σ-Donoren als die klassischen NHCs sind und heute möglicherweise die stärksten neutralen Liganden auf Kohlenstoffbasis darstellen. Trotz ihres enormen Potenzials in der Katalyse und darüber hinaus, sind stabile aNHC-Komplexe (vor allem bei späten 3d-Metallen) bisher selten und die meisten der publizierten Verbindungen sind Zufallsprodukte. Daher ist die Entwicklung rationaler synthetischer Methoden zu aNHC-Komplexen und deren Untersuchung unerlässlich. Dieses Projekt zielt auf die Synthese von aNHC-Cu- und aNHC-Ni-Komplexen sowie die Untersuchung ihrer Struktur, Reaktivität und katalytischen Anwendungen ab. Die geplanten Synthesemethoden beruhen auf der Verwendung von C2-arylierten Imidazoliumsalzen, die mittlerweile durch die katalytische C2-Arylierung von NHCs bequem zugänglich sind. C2-arylierte Imidazoliumsalze sind vielversprechende Ausgangsverbindungen zur Herstellung von aNHCs sowie ihrer funktionalisierten Vertreter. Drei Sätze von Liganden, nämlich aNHCs, funktionalisierte aNHCs, und ditopisch carbanionische aNHCs (dc-aNHCs), werden untersucht. Die Synthese einer Reihe von Cu- und Ni-Komplexen (einschließlich heterobimetallischer Vertreter) mit solchen aNHC Liganden wird angestrebt. Reaktivitätsstudien der Zielverbindungen mit kleinen Molekülen, wie CO2, P4 und organischen Substraten, zielen darauf ab, ein grundlegendes Verständnis ihrer "Struktur-Reaktivitäts-Beziehung" zu etablieren, die ihr Potential in der katalytischen Synthese offenlegt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen