CO2-Insertion in Al-N-Bindungen

CO2-Insertion in Al-N-Bindungen

Die folgenden Themen sollten speziell für diejenigen interessant sein, welche viel Freude an der Synthesearbeit finden. Insbesondere ist hier zu nennen, dass alle Reaktionen unter Schutzgas durchgeführt werden müssen. Dies wird durch das Verwenden der Schlenk-Technik und einer mit Argon gefüllten Glovebox (Handschuhbox) realisiert. Neben den synthetischen Aspekten der neuartigen Molekülverbindungen stehen vor allem – ganz im Sinne der PC – deren Untersuchung mit unterschiedlichen Analysemethoden im Vordergrund. Hier zu nennen sind NMR, Schwingungsspektroskopie, TG-DSC-FTIR/MS und XRD.

Synthese neuartiger Tris-Aminoalanen

Für die CO2-Insertion in Al-N-Bindungen müssen zunächst sogenannte Aminoalane synthetisiert werden. Sind Alane dreifach mit Aminen substituiert, werden diese Tris-Aminoalane genannt. Je nach Temperatur, Lösungsmittel und sterischem Anspruch der Reste R treten diese monomer oder dimer auf

CO2-Insertion in die Al-N-Bindungen von Tris-Aminoalanen

Durch Einbringen von CO2 in diese Systeme insertieren die CO2-Moleküle in die Al-N-Bindungen, sodass sich Carbamat-Funktionen ausbilden. Bisher konnte nur ein einziges dieser Carbamate strukturell aufgeklärt werden, sodass hier die Datenlage erweitert werden könnte.

Bildung neuartiger Al3O-Clustern

Aus den Carbamaten wiederum können durch gezielte Hydrolyse Al3O-Cluster-Moleküle gebildet werden, welche viele neue Türen für Untersuchungs- und Verwendungsmöglichkeiten öffnen. Beispielsweise ist es denkbar, dass über die Neutralliganden L eine Vernetzung zur nächsten Al3O-Cluster-Einheit hergestellt wird, sodass sich metal organic frameworks bzw. MOF-ähnliche Strukturen ausbilden.

Themen für Graduierungsarbeiten:

Für interessierte Studierende können laufend Themen für Studien-, Bachelor- und Master/Diplomarbeiten individuell vereinbart werden.

Ausgewählte Veröffentlichungen:

  • Andrianarison, M. M.; Ellerby, M. C.; Gorrell, I. B.; Hitchcock, P. B.; Smith, J. D., J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1996, 211-217. https://doi.org/10.1039/DT9960000211 
  • Passarelli, V.; Carta, G.; Rossetto, G.; Zanella, P., Dalton Trans. 2003, 1284-1291. https://doi.org/10.1039/B211720G
  • Belli Dell’Amico, D.; Calderazzo, F.; Dell’Innocenti, M.; Güldenpfennig, B.; Ianelli, S.; Pelizzi, G.; Robino, P., Gazz. Chim. Ital. 1993, 283-288.
  • Bury, W.; Chwojnowska, E.; Justyniak, I.; Lewiński, J.; Affek, A.; Zygadło-Monikowska, E.; Bąk, J.; Florjańczyk, Z., Inorg. Chem. 2012, 737-745. https://doi.org/10.1021/ic2023924

Ansprechpartner

Prof. Dr. Florian Mertens (florian [dot] mertensatchemie [dot] tu-freiberg [dot] de (E-Mail))
Dipl.-Chem. Erik Schumann, (erik [dot] schumannatchemie [dot] tu-freiberg [dot] de (E-Mail))

Abbildung 1: Beispielstrukturen für Tris-AminoalaneAbbildung 2: Beispielstruktur einer CO2-InsertionAbbildung 3: Beispiel für Al2O-Cluster