Verbundprojekt
SPP 1166 TP - Lanthanoidspezifische Funktionalitäten in Molekül und Material - Teilprojekt: Funktionale Selten-Erd-Amide und -Amin-Donorkomplexe
Geldgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Laufzeit: 2004-2010
URL: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5425796
Ausführliche Beschreibung:
Die chemischen Verbindungen der Elementgruppe der Lanthanoide spielen in zunehmendem Maße in einer Vielzahl von Stoffen eine zentrale Rolle. Die Anwendungen reichen von Bildschirmen für Fernseher und Computer über Katalysatoren für chemische Grundstoffe bis zum Hartmagneten und zum Kontrastmittel für die Kern-Spin-Tomographie. Chemische Forschung mit Lanthanoiden ist in Deutschland breit und mit international wohl beachteten Ergebnissen vertreten. Hierzu zählen die Erschließung und konzeptuelle Einordnung des umfangreichen Gebietes der metallreichen Verbindungen sowie die Entwicklung der Metallocen- und der Amidometallchemie. Künftige Anwendungen erfordern jetzt eine intensive Grundlagenforschung, um neuartige chemische beziehungsweise physikalische Funktionalitäten der erarbeiteten stofflichen Grundlagen auszuloten.
Teilprojekt:
Mit dem Thema "Hoch- und Tieftemperatur-Oxidationen von SeltenErd-Metallen mit Aminen" können solvensfreie, präparative Methoden der Festkörper-Chemie wie Schmelz- und solvothermale Synthese in die Koordinations-Chemie eingeführt werden. Basis sind dabei die Reaktivität der Selten-Erd-Metalle einerseits und die zum Teil erhebliche thermische Stabilität von Aminen andererseits, d. h. Selten-Erd-Metalle können direkt mit Aminen oxidiert werden. Wo eine thermische Aktivierung nicht ausreicht, kann die Oxidation mit flüssigem Ammoniak bei niedrigen Temperaturen auch wenig C-H-acide Amine zur Reaktion bringen. Ergebnisse sind neuartige, homoleptische Amide, die mit einem hergebrachten Verfahren nicht darstellbar sind und sich durch die Vermeidung einer Solvens-Konkurrenz zum Teil erheblich von Produkten unterscheiden, die mit klassischen Lösungsmittelmethoden erhalten wurden. Neben reiner Stickstoff-Koordinationen beteiligen sich p-Systeme an der Koordination der Selten-ErdElemente, es ergeben sich verschiedene Dimensionalitäten von Dimeren über polynukleare bis hin zu polymeren Baueinheiten. So ergeben sich Fragestellungen nach Möglichkeiten molekularer Magnete und elektronischen Wechselwirkungen. Außergewöhnliche Koordinationssphären weisen auf mögliche katalytische Eigenschaften hin. Diese Eigenschaften sollen im Rahmen des Schwerpunktprogrammes untersucht und auf diese Weise Synthese, Struktur und Eigenschaften verknüpft werden. Die Verwendung einfacher, kostengünstiger N-Heterozyklen ohne vielstufigen, organischen Syntheseweg ist somit möglich und soll Applikationen stark vereinfachen.
Die chemischen Verbindungen der Elementgruppe der Lanthanoide spielen in zunehmendem Maße in einer Vielzahl von Stoffen eine zentrale Rolle. Die Anwendungen reichen von Bildschirmen für Fernseher und Computer über Katalysatoren für chemische Grundstoffe bis zum Hartmagneten und zum Kontrastmittel für die Kern-Spin-Tomographie. Chemische Forschung mit Lanthanoiden ist in Deutschland breit und mit international wohl beachteten Ergebnissen vertreten. Hierzu zählen die Erschließung und konzeptuelle Einordnung des umfangreichen Gebietes der metallreichen Verbindungen sowie die Entwicklung der Metallocen- und der Amidometallchemie. Künftige Anwendungen erfordern jetzt eine intensive Grundlagenforschung, um neuartige chemische beziehungsweise physikalische Funktionalitäten der erarbeiteten stofflichen Grundlagen auszuloten.
Teilprojekt:
Mit dem Thema "Hoch- und Tieftemperatur-Oxidationen von SeltenErd-Metallen mit Aminen" können solvensfreie, präparative Methoden der Festkörper-Chemie wie Schmelz- und solvothermale Synthese in die Koordinations-Chemie eingeführt werden. Basis sind dabei die Reaktivität der Selten-Erd-Metalle einerseits und die zum Teil erhebliche thermische Stabilität von Aminen andererseits, d. h. Selten-Erd-Metalle können direkt mit Aminen oxidiert werden. Wo eine thermische Aktivierung nicht ausreicht, kann die Oxidation mit flüssigem Ammoniak bei niedrigen Temperaturen auch wenig C-H-acide Amine zur Reaktion bringen. Ergebnisse sind neuartige, homoleptische Amide, die mit einem hergebrachten Verfahren nicht darstellbar sind und sich durch die Vermeidung einer Solvens-Konkurrenz zum Teil erheblich von Produkten unterscheiden, die mit klassischen Lösungsmittelmethoden erhalten wurden. Neben reiner Stickstoff-Koordinationen beteiligen sich p-Systeme an der Koordination der Selten-ErdElemente, es ergeben sich verschiedene Dimensionalitäten von Dimeren über polynukleare bis hin zu polymeren Baueinheiten. So ergeben sich Fragestellungen nach Möglichkeiten molekularer Magnete und elektronischen Wechselwirkungen. Außergewöhnliche Koordinationssphären weisen auf mögliche katalytische Eigenschaften hin. Diese Eigenschaften sollen im Rahmen des Schwerpunktprogrammes untersucht und auf diese Weise Synthese, Struktur und Eigenschaften verknüpft werden. Die Verwendung einfacher, kostengünstiger N-Heterozyklen ohne vielstufigen, organischen Syntheseweg ist somit möglich und soll Applikationen stark vereinfachen.
Koordinierende Einrichtung
- Karlsruher Institut für Technologie
- Universität Bayreuth
Kooperationspartner mit Förderung
7 von 8
- Universität Siegen
- Universität Stuttgart
- Universität Wien
- Universität zu Köln
- University of Groningen
