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Projekt
Mechanistische Erkenntnisse über die Entstehung von/und Oxidationskatalyse durch FeIV=O und FeV=O: Einfluss des Spinzustands, von redoxaktivem Hydrochinon oder sauerstoffreichen Liganden
Antragstellerin
Professorin Dr. Ivana Ivanovic-Burmazovic
Fachliche Zuordnung
Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445916766
In der Natur werden außergewöhnlich reaktive hochvalente Eisen-Oxo-Spezies (Fe(IV)=O oder Fe(V)=O) in Kombination mit redoxaktiven Liganden und der passenden zweiten Koordinationssphäre für äußerst effiziente Oxygenierung genutzt. Inspiriert durch diesen biologischen Ansatz werden wir in diesem Projekt eine Serie an mono- oder dimerischen Fe(II)/Fe(III) Komplexen synthetisieren, die nicht-unschuldige, redoxaktive Phenol- oder Hydrochinongruppen enthalten. Wir nutzen unser mechanistisches Verständnis, das wir in unserer bisherigen Forschung gewonnen haben, zusammen mit unserer Erfahrung in der Anwendung von ungewöhnlichen Kryo- und Hochdruckmethoden und werden die synthetisierten Eisenkomplexe verwenden um offene Fragen oder Widersprüche in diesem Forschungsfeld aufzuklären. Spezielle Aufmerksamkeit werden wir dabei auf die Mechanismen der Substratoxidation durch intermediate-spin (IS) und high-spin (HS) Fe(IV)=O Spezies richten und auf die Faktoren, die die Bildung und Reaktivität von Fe(V)=O Spezies im Vergleich zu denen der IS und HS Fe(IV)=O Intermediate beeinflussen. Die hierfür synthetisierten Eisenkomplexe sind auch geeignete Systeme um die mögliche Beteiligung von redoxaktiven, nicht-unschuldigen Hydrochinongruppen und/oder eine eventuelle Mitwirkung von (L•)Fe(IV)=O/(L- )Fe(V)=O Valenztautomerismus in der Reaktivität von Fe(IV)=O zu untersuchen. Zusätzlich erlauben sie es uns, die Effekte von eingebrachten Sauerstoff-Donoratomen, die ein schwaches Ligandenfeld um das Eisenzentrum ausbilden, auf die Spinzustände und Reaktivität der resultierenden hochvalenten Intermediate zu erforschen. Mit dem Ziel, die Mechanismen aufzuklären und die Reaktionsgeschwindigkeiten zu modulieren werden wir, zum ersten Mal in diesem speziellen Forschungsfeld, Untersuchungen zum Einfluss des Drucks, als auch Kryo-Massenspektrometrie zum Einfangen und Detektieren der Reaktionsintermediate, einsetzen. Es sollte hervorgehoben werden, dass die Erfüllung der geplanten Ziele in diesem Projekt nur durch die Zusammenarbeit mit den anderen Gruppen in dieser Forschungseinheit erreichbar ist, die mit uns ihre Erfahrung mit verschiedenen spektroskopischen und/oder theoretischen Methoden teilen. Im Gegenzug werden wir unser Wissen über mechanistische Untersuchungen und die Verwendung von eher seltenen Methoden mit unseren Kooperationspartnern in dieser Forschungseinheit teilen. Ein synergetisches Zusammenspiel von Synthese und Verwendung von verschiedensten physikalisch-chemischen Methoden, die wir in diesem Projekt erwarten, wird nicht nur unser Verständnis des Geschehens am aktiven Eisenzentrum verbessern, sondern kann auch wertvolle Informationen für die Planung von neuen Generationen an funktionalisierten Eisenkomplexen liefern, die bessere katalytische Eigenschaften aufzeigen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
