SFB 1349/2: Steuerung von C-F-Bindungsaktivierung und Fluorierungsreaktionen durch Fluor-Spezifische Wechselwirkungen in der Koordinationssphäre von Metall-Verbindungen (TP A01)

Es werden Fluor-Spezifische Wechselwirkungen genutzt, um Metall-vermittelte Dehydrofluorierungs- und Hydrofluorierungsreaktionen zu etablieren. In den angestrebten Dehydrofluorierungen werden mit Germylium-Ionen als Katalysatoren fluorierte Alkane mit Germanen zu Alkenen, Fluorgermanen und H2 umgesetzt. Dabei sind die C-F-Bindungsaktivierungsschritte entscheidend, die durch Interaktionen der Lewis-aciden Germylium-Spezies mit Germanen und Fluorgermanen kontrolliert werden. Die entstandenen Fluorgermane lassen sich in Carbonsäurefluoride oder HF überführen. HF wird anschließend konsekutiv für Ptkatalysierte
Hydrofluorierungen von Alkinen verwendet werden. Von besonderer Bedeutung sind Untersuchungen zur reaktionssteuernden Wirkung von Wasserstoffbrückenbindungen von Fluorido-Liganden und HF-Clustern mit Indol-substituierten Chelatphosphanen. Auf Basis der in der ersten Förderperiode erzielten Ergebnisse ist die Durchführung weiterer mechanistischer Studien notwendig, um so effiziente Katalysatorsysteme zu etablieren. Im Vordergrund werden dabei Modellreaktionen sowie die Identifizierung der eigentlich katalytisch aktiven Spezies sein. Grundsätzlich wird die Entwicklung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen angestrebt, in welchen die Identität der Fluor-Spezifischen Wechselwirkungen in Reaktivität und Selektivität übersetzt wird.
Die Arbeiten werden in enger Kooperation mit C2|Kaupp durchgeführt, um durch quantenchemische Rechnungen und Bindungsanalysen die Natur der Wechselwirkungen zu verstehen. Darüber hinaus wird die Berechnung von Schwingungsspektren und NMR-spektroskopischen Daten zur Charakterisierung der Komplexe beitragen. HF-Cluster in der Koordinationssphäre der Komplexe sollen durch 2D-IR-Spektroskopie mit A9N|Horch identifiziert werden. Defluorierungsreaktionen perfluorierter Polycarbonate und Polyester sowie von α,α -Difluorpentafluorphosphaten werden im Rahmen der Projekte C7N|Plajer bzw. A3|Rademann untersucht. Mit B3|Riedel werden strukturelle Aspekte zu Wasserstoffbrückenbindungen an Modellverbindungen und deren spektroskopische Signaturen in Edelgasmatrizen evaluiert werden.