Beta-Donor-Acceptor-Interactions in the organo-metal chemistry of the p-block elements: Synthesis, investigation of structure and reactivity, theoretical description of bonding

• Applicant: Professor Dr. Norbert W. Mitzel
• Subject Area: Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 1999 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5169614

• Final Report Year: 2007

Final Report Abstract

In diesem Projekt wurden mehrere Teilbereiche zur Wechselwirkung von Atomen mit Elektronenüber- bzw. - unterschuss (Donoren und Akzeptoren) in geminaler Stellung - als durch zwei chemische Bindungen voneinander getrennt - untersucht. Für sogenannte a-Silane, eine industriell bedeutsame Verbindungsklasse der Zusammensetzung XsSi-ChVE (X = Alkoxy, Alkyl, E = Elektronendonorgruppe), die als Oberflächenmodifizierer und Adhäsionspromotoren vielfältigen Einsatz in Produkten des täglichen Lebens findet, wurde durch die Untersuchung kleiner Modellverbindungen ein altes Postulat zur Wirkungsweise widerlegt und die Situation der chemischen Wechselwirkung neu beschrieben, was in Zukunft die rationelle Entwicklung entsprechender industrieller Produkte befördern dürfte. Dazu wurden kleine Modellverbindungen (z. B. F3SiCH2NMe2) synthetisiert und genau im Festkörper, in Lösung und der Gasphase untersucht und die Ergebnisse mit quantenchemischen Vorhersagen verglichen. Im Bereich von Lithiumverbindungen mit geminalen Stickstoffatomen gelang es erstmals, Verbindungen herzustellen, zu isolieren und charakterisieren, die zwei Stickstoffatome an einem negativ geladenen Kohlenstoffatom (Carbanion) tragen. Diese Verbindungen können wichtige Baueinheiten (Formyl- und Acylgruppen) übertragen und sind damit bedeutend für die Synthesechemie im Allgemeinen. Insbesondere bieten sie als Fortschritt gegenüber bisher angewandten Methoden, dass die weitere Aufarbeitung der Produkte nicht mehr den Einsatz von toxischen Quecksilber- oder Thallium-Verbindungen erfordert. Die Möglichkeit zur Synthese dieser neuen Reagenzien geht auf Besonderheiten im Mechanismus der Bildung der Lithiumverbindungen zurück, die teilweise aufgeklärt wurden und somit breiter anwendbar gemacht wurden.

Publications

• (Dimethylaminomethyl)trifluorosilane, Me2NCH3SiF3, - a model for the a-effect in aminomethylsilanes, N. W. Mitzel, K. Vojinovic, T. Foerster, H. E. Robertson, K. B. Borisenko, D. W. H. Rankin, Chem. Eur. J. 2005, 11, 5114-5125.
  
  
• A Gallium-Nitrogen Heteronorbornane with Bulky ^u-Substituents X. Tian, R. Fröhlich, N. W. Mitzel, Z. Naturforsch. 2005, 60 b, 243 - 246.
  
  
• Crystal Structure of Germanium (II) Dichloride Solvated by THF X. Tian, T. Rape, N. W. Mitzel, Heteroatom Chem. 2005, 16, 361 - 363.
  
  
• Diisopropylaminomethyllithium - Synthesis, Organoaluminium and -gallium Derivatives and Oxidative Degradation X. Tian, M. Woski, C. Lustig, D. Le Van, R. Fröhlich, K. Bergander, N. W. Mitzel, Organometaflics 2005, 24, 82 - 88.
  
  
• Formamidinium Salts of Low Valent Metal Halide Anions MX3~ (M = Ge, Sn) and M2X6 2' (M = Ga, In) X. Tian, T. Pape, N. W. Mitzel, Z Naturforsch. 2004, 59 b, 1524 - 1531.
  
  
• Hypercoordinate silicon in the monomeric (F3C)F2SiONMe2 - a new model for the creffect in the solid state and the gas phase N. W. Mitzel, K. Vojinovic, R. Fröhlich, T. Foerster, D. W. H. Rankin, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13705-13713.
  
  
• Organoaluminium and -gallium compounds with /V,/V-diisopropylaminomethyl groups X. Tian, R. Fröhlich, N. W. Mitzel, Dalton Trans. 2005, 380 - 384.
  
  
• Organoaluminium and -gallium Lewis-Acid Adducts of Tetramethylmethylenediamine N. W. Mitzel, C. Lustig, Z. Naturforsch. 2004, 59 b, 1532- 1539.
  
  
• Organometailic Diaza-dimetalla-Norbornanes and -Cyclohexanes of Aluminium, GQllium and Indium X. Tian, R. Fröhlich, N. W. Mitzel, Z. Anorg. Allg. Chem. 2005, 631, 1442 - 1448.
  
  
• Preparation of Geminal Donor-Acceptor Units by Reaction of Low Valent Metal Halides with Iminium Chlorides X. Tian, M. Hagemann, R. Fröhlich, T. Pape, N. W. Mitzel, Z. Naturforsch. 2006, 616, 170-178.
  
  
• Terminally dimetallated N, N'-Dimethylpiperazine X. Tian, C. Lustig, R. Fröhlich, N. W. Mitzel, Z. Anorg. Allg. Chem. 2006, 632, 307 - 312.
  
  
• Terminally Dimetallated Tetramethylethylenedamine (TMEDA) Compounds X. Tian, R. Fröhlich, T. Pape, N. W. Mitzel, Organometallics 2005, 24, 5294 - 5298.
  
  
• The Crystal Structures ofDimeric Di(tert-butyl)aluminium and-gallium Iodides X. Tian, R. Fröhlich, N. W. Mitzel, Z. Naturforsch. 2005, 60 b, 247 - 250.