Steven Knerr

Dipl.-Chem. Steven Knerr

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Forschungsgebiet

Silatrane
Abbildung 1: Allgemeines Strukturmotiv von Silatranen.

Phosphorhaltige Silatrane

Silatrane (siehe Abbildung 1) bilden eine vielfältig untersuchte Stoffgruppe. Hierbei bindet ein tetradentater Ligand, beispielsweise Triethanolamin, kovalent über die drei Sauerstoffatome und koordinativ über das Stickstoffatom an das Siliciumatom. Zusätzlich gibt es einen weiteren Liganden am somit fünffach koordinierten Siliciumatom. Dieser zusätzliche Ligand kann dabei stark variiert werden, wodurch die Si-N-Bindunglänge und damit die Eigenschaften der Silatrane stark beeinflusst werden. Weiterhin kann der tetradentate Ligand, beispielsweise durch das Ersetzen von Ethanol- durch Essigsäurereste, stark variiert werden. Wird beispielsweise Nitrilotriessigsäure statt Triethanolamin als Ligand verwendet, spricht man häufig von Silatranonen.[1]

phosphorhaltige_Silatranone
Abbildung 2: Zu synthetisierende phosphorhaltige Silatranone.

Si-O-P-Verbindungen zeigen ebenfalls eine starke Neigung zur Bildung höherkoordinierter Siliciumspezies[2-4]. Deshalb sollen zunächst entsprechende Liganden mit einem oder mehreren Phosphonsäureresten und daraus die entsprechenden Silatranone synthetisiert werden (siehe Abbildung 2 links). Die Struktur der daraus hergestellten phosphorhaltigen Silatrane soll mithilfe verschiedener analytischer Methoden untersucht werden, allen voran die flüssig- und Festkörper-NMR-Spektroskopie. Hierbei ist vor allem die Koordinationsumgebung des Siliciums und die Rolle des Stickstoffs interessant, welche mittels 15N- und 29Si-NMR-Spektroskopie untersucht werden soll.

Aufgrund der geringen natürlichen Häufigkeit des mittels NMR-Spektroskopie gut untersuchbaren 15N-Isotopes sollen zudem geeignete Syntheserouten für bereits bekannte Kompexe[5] mit Aminophosphinsäuren (siehe Abbildung 2 rechts) aus 15NH4Cl oder 15N-Glycin gefunden werden. Anschließend sollen auch diese Komplexe vor allem mittels 15N- und 29Si-NMR-Spektroskopie untersucht werden.

 

[1] V. K. Pestunovich and M. G. Voronkov, Silatranes, in Chemistry of Organic Silicon Compounds, ed. Z. Rappoport and Y. Apeloig, Wiley, Chichester, UK, 1998, pp. 1447–1537.

[2] J. Kowalke, C. Arnold, I. Ponomarev, C. Jäger, P. Kroll, E. Brendler, E. Kroke, Eur. J. Inorg. Chem., 2019, 828–836.

[3] C. Viehweger, J. Kowalke, E. Brendler, S. Schwarzer, C. Vogt, E. Kroke, New J. Chem. 2020, 44, 4613–4620.

[4] J. Kowalke, J. Wagler, C. Viehweger, E. Brendler, E. Kroke, Chem. - Eur. J. 2020, 26, 8003–8006.

[5] S. Knerr, E. Brendler, J. Zuber, E. Kroke, J. Wagler, J. Organomet. Chem. 2024, 1023, 123402.

Lebenslauf

seit 06/2023: Doktorand, TU Bergakademie Freiberg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für Analytische Chemie

10/2017 – 05/2023: Diplom in Chemie, TU Bergakademie Freiberg, Institut für Anorganische Chemie

Veröffentlichungen

  • A. Seidel, S. Knerr, J. Wagler, “α-Amino Isobutyric Acid-Derived Silacyclopentane Complexes with Penta- and Hexacoordinate Si Atoms” Crystals 2026, 16, 389.
  • S. Knerr, E. Brendler, J. Zuber, E. Kroke, J. Wagler, “A new class of silatranes derived from nitrilotris(methylenephenylphosphinic) acid” J. Organomet. Chem. 2025, 1023, 123402.
  • S. Knerr, E. Brendler, R. Gericke, E. Kroke, J. Wagler, “Two modifications of nitrilotris(methylenephenylphosphinic) acid: a polymeric network with intermolecular (O=P–O–H)3 vs. Monomeric molecules with intramolecular (O=P–O–H)3 hydrogen bond cyclotrimers” Crystals 2024, 14, 662–680.
  • S. Knerr, U. Böhme, M. Herbig, “Coordinative Unsaturation in an Antimony(III)-Complex with the 2-Salicylidenaminophenolato Ligand: Synthesis, Crystal Structure, Spectroscopic Analysis, and DFT Studies” Crystals 2023, 13, 1300.
  • S. Knerr, M. Herbig, E. Kroke, “Thermodynamics of transamination reactions with aminotrimethylsilanes and diaminodimethylsilanes” Main Group Met. Chem. 2023, 46, 20228044.

Vorträge/Poster

  • S. Knerr 2024. New Si-O-P-N compounds and materials. In MANS 2024. Chemnitz, Germany. (Presentation).
  • S. Knerr, E. Brendler, E. Kroke, J. Wagler 2025. New Si-O-P-N compounds and materials. In GDCh Science Forum Chemistry. Karlsruhe, Germany. (Poster).