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Teilprojekt B04

B04: Supramolekulare Wechselwirkungen auf der Basis von Perfluor-Perfluor-Interaktionen

  • Prof. Dr. Thomas Braun
  • Prof. Dr. Rainer Haag
  • Prof. Dr. Dieter Lentz

Überblick (.pdf)


Im Gebiet der homogenen Katalyse bietet die Verwendung von dendritischen Trägersystemen neue, interessante Perspektiven für kontinuierliche Verfahren [1]. Insbesondere die Stabilitätszunahme sowie die einfache Wiedergewinnung und Wiederverwendung von homogenen Katalysatoren sind bedeutende Faktoren in diesem Zusammenhang [2]. Allerdings gibt es nur wenige Beispiele für die Bindung eines Katalysators an einen dendritischen Träger durch supramolekulare Wechselwirkungen. Die meisten dieser Bindungen basieren entweder auf ionischen Wechselwirkungen oder mehrfachen Wasserstoffbindungen zwischen Träger und Übergangsmetallkomplexen [3]. Vor kurzem haben wir einen neuen Ansatz zur supramolekularen Immobilisierung von Katalysatoren vorgestellt, bei dem Perfluor-Perfluor-Interaktionen zwischen einem Dendrimer mit perfluorierter Schale und einem mit drei Perfluorketten markiertem Pd-Katalysator genutzt wurden [4]. Die hervorragenden Umsatzwerte, die einfache Produktisolierung und Wiedergewinnung sowie mehrfache Wiederverwertung des eingesetzten supramolekularen Komplexes zeigen die Stärken dieses Konzepts. Des Weiteren haben wir gefunden, dass die Bildung eines supramolekularen Komplexes zwischen einem Dendrimer mit perfluorierter Schale und einem mit nur einer Perfluorkette markiertem Farbstoff ausschließlich in einem bestimmten Konzentrationsbereich möglich ist [5]. In suboptimalen Konzentrationsbereichen tritt überwiegend Aggregation der Dendrimere auf. Das System strebt nach einem Maximum an Perfluor-Perfluor-Interaktion, was durch Farbstoffe mit multiplen Perfluorresten untersucht werden soll.

Zusammenhang zwischen der Anzahl der Ketten am Gastmolekül und der Komplexbildung

Bild in Orginalgröße (.jpg)

Im Verlauf des Projekts soll ein quantitatives Verständnis dieser neuartigen supramolekularen Komplexbildung erarbeitet werden. Zudem soll für Übergangsmetallkomplexe mit perfluorierten Liganden das Optimum aus katalytischer Aktivität und Komplexstabilität bestimmt werden. In diesem Zusammenhang sollen, in Kooperation mit den Arbeitsgruppen Lentz und Braun, diverse neuartige Katalysator-Träger-Systeme untersucht werden. Dabei scheinen perfluormarkierte Isocyanide und Isocyanidkomplexe [6], perfluormarkierte Vinylferrocen- und Vinylcymantrenderivate, die als schaltbare Marker fungieren können [7], sowie Zirconocenderivate [8] besonders interessant, um sie für die supramolekulare Komplexierung einsetzen zu können.


[1]         D. Astruc, F. Chardac,Chem. Rev.2001, 101, 2991-3024; R. Kreiter, A.W. Kleij, R. J. M. K. Gebbink, G. v. Koten, Top. Curr. Chem. 2001, 217, 163-199; G. E. Oosterom, J. N. H. Reek, P. C. J. Kamer, P. W. N. M. van Leeuwen, Angew. Chem. 2001, 113, 1878-1901.

[2]         R. Haag, S. Roller, Top. Curr. Chem. 2004, 242, 1-42; R. van Heerbeek, P. C. J. Kamer, P. W. N. M. Van Leeuwen, J. N. H. Reek, Chem. Rev. 2002, 102, 3717-3756.

[3]         C. Hajji, R. Haag, Top. Curr. Chem., 2006, 20, 149-176; M. Q. Slagt, S.-E. Stiriba, H. Kautz, R. J. M. Klein Gebbink, H. Frey, G. van Koten, Organometallics, 2004, 23, 1525-1532; R. van de Coevering, M. Kuil, R. J. M. Klein Gebbink, G. van Koten, Chem. Commun. 2002, 1636-1637;            D. D. de Groot, B. F. M. deWaal, J. N. H. Reek, A. P. H. J. Schenning, P. C. J. Kramer, E. W. Meijer, P. W. N. M. van Leeuwen, J. Am. Chem.Soc. 2001, 123, 8453-8458.

[4]         A. Garcia-Bernabé, M. Krämer, B. Olah, R. Haag, Chem. Eur. J. 2004, 10, 2822-2830; A. Garcia-Bernabé, C. Tzschucke, W. Bannwarth, R. Haag, Adv. Synth. Catal. 2005, 347, 1389-1394.

[5]         A. Garcia-Bernabé, H. Glatz, W. Bannwarth, R. Haag, Poly. Mat. Sci. Eng. 2004, 91, 64-65; M. Zieringer, A. Garcia-Bernabé, H. Glatz, W. Bannwarth, R. Haag, 2008, Manuskript in Vorbereitung.

[6]         D. Lentz, S. Willemsen, J. Fluorine Chem. 2000, 612, 96-105.

[7]         M. Roemer, D. Lentz, Eur. J. Inorg. Chem. 2008,  4875-4878.

[8]         A. Steffen, T. Hagemeister, T. Braun, P. Jutzi, B. Neumann, H. Stammler, Organometallics 2007, 26, 5289-5294.

 

Humboldt Universität zu Berlin
DFG