Komplexe - KOPS - Universität Konstanz
Komplexe - KOPS - Universität Konstanz
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H<br />
Ph 3 P<br />
C C C<br />
Ni<br />
O<br />
NMe 2<br />
C C C<br />
Cp(Ph3P)NiX NEt3 CuI<br />
OMe<br />
R<br />
X=Cl,Br<br />
[Me 3O][BF4]<br />
[BF 4 ]<br />
Me 3 P<br />
Me 3P<br />
Ph 3 P<br />
Ni<br />
+Me3P -Ph3P C C C<br />
Ni C C C<br />
Ni C C C<br />
O<br />
NMe 2<br />
NMe 2<br />
O<br />
[Me 3O][BF 4]<br />
OMe<br />
NMe 2<br />
[BF 4]<br />
MeOSO2 CF 3<br />
Ph 3P<br />
Ni<br />
C C C<br />
OMe<br />
R<br />
Thomas Haas<br />
Derivatisierung von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
AsowieA Synthese der ersten Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
[OSO 2 CF 3 ]<br />
K<br />
PPh 2<br />
+NiI 2<br />
Ni I<br />
PPh 2<br />
Ni<br />
PPh 2<br />
+ H C C C<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
O<br />
NMe 2<br />
O<br />
+[Me + ]<br />
Ni<br />
PPh 2<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
OMe
Derivatisierung von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
sowie<br />
Synthese der ersten Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Tag der mündlichen Prüfung: 31.07.2009<br />
Referenten: Prof. Dr. H. Fischer<br />
Dissertation<br />
Zur Erlangung des akademischen Grades des<br />
Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.)<br />
an der <strong>Universität</strong> <strong>Konstanz</strong> im Fachbereich Chemie<br />
Prof. Dr. V. Wittmann<br />
vorgelegt von<br />
Thomas Haas
Die experimentellen Untersuchungen zur vorliegenden Arbeit wurden in der<br />
Zeit von Januar 2005 bis Dezember 2008<br />
in der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Helmut Fischer<br />
im Fachbereich Chemie der <strong>Universität</strong> <strong>Konstanz</strong> durchgeführt.<br />
Mein besonderer Dank gilt meinem Lehrer<br />
Herrn Prof. Dr. Helmut Fischer<br />
für die Aufnahme in seine Arbeitsgruppe, die Überlassung eines<br />
Arbeitsplatzes, den großen Freiraum bei der Bearbeitung dieses interessanten<br />
Themas sowie die ständige Bereitschaft zu hilfreichen Diskussionen.
Meinen Eltern
Is enim rebus, quae tractantur in vita, modum quendam et ordinem<br />
adhibentes, honestatem et decus conservabimus. […] Omnes enim<br />
trahimur et ducimur ad cognitionis et scientiae cupiditatem, in qua<br />
excellere pulchrum putamus, labi autem, errare, nescire, decipi et<br />
malum et turpe dicimus. In hoc genere et naturalis et honesto vitia<br />
vitanda sunt, unum, ne incognita pro cognitis habeamus hisque<br />
temere assentiamur, quod vitium effugere qui volet […] adhibebit<br />
ad considerandas res et tempus et diligentiam. Alterum est vitium,<br />
quod quidam nimis magnum stadium multamque operam in res<br />
obscuras atque difficiles conferunt easdemque non necessarias.<br />
Cicero, De Officiis, 1, 17 ff.
Teile dieser Arbeit wurden bereits veröffentlicht:<br />
„Ferrocenyl-substituted allenylidene complexes of chromium, molybdenum and tungsten:<br />
Synthesis, structure and reactivity“<br />
Haas, T., Oswald, S., Niederwieser, A., Bildstein, B., Kessler, F., Fischer, H.,<br />
Inorg. Chim. Acta 2009, 362, 845-854.
Inhaltsverzeichnis I<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
1. Einleitung und Kenntnisstand ........................................................ 1<br />
1.1 Koordinations- und metallorganische Verbindungen ............................. 1<br />
1.2 Carben-<strong>Komplexe</strong> ............................................................................................. 3<br />
1.2.1 Reaktivität von Carben-<strong>Komplexe</strong>n............................................................ 5<br />
1.3 Carbin-<strong>Komplexe</strong>.............................................................................................. 6<br />
1.4 Cumulen-<strong>Komplexe</strong>, Metallacumulene ....................................................... 7<br />
1.4.1 Das Cumulogie-Prinzip ................................................................................ 7<br />
1.4.2 Höhere Cumuloge der Carben-<strong>Komplexe</strong> ................................................. 7<br />
1.5 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> .................................................................................. 11<br />
1.5.1 Eigenschaften von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n ............................................ 11<br />
1.5.2 Wege zur Darstellung von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n .............................. 11<br />
1.5.2.1 Erzeugung aus alkenylsubstituierten Carben-<strong>Komplexe</strong>n.................... 11<br />
1.5.2.2 Addition eines endständigen Alkins als C3-Fragment an einen<br />
ungesättigten Metall-Komplex .................................................................. 12<br />
1.5.2.3 Derivatisierung bestehender höherer Cumuloge.................................... 16<br />
1.5.3 Struktur von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n ...................................................... 17<br />
1.5.4 Reaktivität von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n.................................................. 18<br />
1.5.4.1 Theoretische Voraussagen zur Regioselektivität .................................... 19<br />
1.5.4.2 Reaktivität gegenüber Nukleophilen........................................................ 21<br />
1.5.4.3 Reaktivität gegenüber Elektrophilen ........................................................ 24<br />
1.5.4.4 Derivatisierung des Metallzentrums ........................................................ 25<br />
1.5.4.5 Derivatisierung der Substituenten ............................................................ 25<br />
1.5.5 Cumulen-<strong>Komplexe</strong> in der Katalyse......................................................... 27<br />
2. Aufgabenstellung.............................................................................29<br />
3. Derivatisierung durch nukleophile Addition............................31<br />
3.1 Addition von Hydrid als monoatomarem Nukleophil ........................... 32<br />
3.1.1 Präparative Ergebnisse................................................................................ 33<br />
3.2 Versuchte Addition von Arin an Komplex 1a........................................... 35<br />
3.2.1 Präparative Ergebnisse................................................................................ 36<br />
3.3 Addition von lithiierten Alkinen ................................................................ 40<br />
3.3.1 Präparative und spektroskopische Ergebnisse........................................ 42<br />
3.3.2 Reaktion von Komplex 7 mit Dicobaltoctacarbonyl ............................... 46<br />
3.3.3 Röntgenstrukturanalysen ........................................................................... 48<br />
3.4 Zusammenfassung und Diskussion............................................................ 53
II Inhaltsverzeichnis<br />
4. Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?..........................57<br />
4.1 Vorversuche zur Addition von chelatisierenden Liganden....................59<br />
4.1.1 Verwendung von Komplex 6......................................................................59<br />
4.1.2 α,ω-Diphosphino-substituierte Alkane.....................................................60<br />
4.1.3 Bis(N,N-dimethylpyrazol)- und bis(N-methylimidazol)-substituierte<br />
Ketone als Ausgangsverbindungen...........................................................61<br />
4.2 Verwendung von Bis(2-pyridyl)propargylalkohol...................................62<br />
4.3 Verwendung von 2-Pyridylamidin..............................................................66<br />
4.4 Koordinationsversuche ..................................................................................71<br />
4.5 Zusammenfassung ..........................................................................................72<br />
5. Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>..........73<br />
5.1 Denkbare Wege zu Ferrocenyl-substituierten<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n ................................................................................74<br />
5.2 Präparative und spektroskopische Ergebnisse..........................................77<br />
5.2.1 Weg a..............................................................................................................77<br />
5.2.2 Addition von Ferrocenyllithium (Weg b).................................................80<br />
5.2.3 Vergleich der beiden Synthesewege..........................................................83<br />
5.2.4 Spektroskopische Ergebnisse......................................................................84<br />
5.3 Röntgenstrukturanalysen ..............................................................................88<br />
5.3.1 Komplex 18....................................................................................................88<br />
5.3.2 Komplex 19....................................................................................................93<br />
5.3.3 Komplex 17....................................................................................................96<br />
5.4 Spektroelektrochemische Studien...............................................................99<br />
5.4.1 Theoretischer Hintergrund .......................................................................100<br />
5.4.2 Messergebnisse ...........................................................................................104<br />
5.4.2.1 Cyclovoltammogramme............................................................................104<br />
5.4.2.2 IR-Spektroskopie ........................................................................................108<br />
5.4.2.3 UV-Vis-Spektroskopie ...............................................................................113<br />
5.5 Auswertung mit Hilfe theoretischer Studien ..........................................115<br />
5.6 Zusammenfassung und Diskussion..........................................................117<br />
6. Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> ...............................................121<br />
6.1 Vorbemerkung...............................................................................................121<br />
6.2 Präparative Ergebnisse.................................................................................125<br />
6.2.1 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>.............................................................125<br />
6.2.2 Koordination an Metall-<strong>Komplexe</strong> – Die <strong>Komplexe</strong> 23 als<br />
Phosphanliganden......................................................................................126<br />
6.2.2.1 Homobinukleare Metall-<strong>Komplexe</strong> (Metalle der Gruppe VI: Cr, W).127
Inhaltsverzeichnis III<br />
6.2.2.2 Heterodinukleare <strong>Komplexe</strong> (Metalle der Gruppen VII, X und XI)... 127<br />
6.2.2.3 Metall-<strong>Komplexe</strong> mit Metallen der Gruppe VIII (Fe, Ru).................... 129<br />
6.2.3 Arsinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> ................................................................... 130<br />
6.3 Spektroskopische Ergebnisse..................................................................... 132<br />
6.3.1 IR-Spektroskopie und Tolmans elektronischer Parameter.................. 132<br />
6.3.2 NMR-Spektroskopie .................................................................................. 134<br />
6.4 Theoretische Studien ................................................................................... 135<br />
6.4.1 Ladungsdichteverteilung, Molekülorbitale ........................................... 135<br />
6.4.2 Sterischer Anspruch des Liganden, %VBur ............................................. 136<br />
6.5 Röntgenstrukturdaten.................................................................................. 139<br />
6.6 Zusammenfassung und Diskussion.......................................................... 144<br />
7. Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>.......................................................147<br />
7.1 Präparative Ergebnisse................................................................................. 150<br />
7.1.1 Vorversuche................................................................................................ 150<br />
7.1.2 Verwendung von Propargylalkoholen ................................................... 152<br />
7.1.3 Addition alkylierbarer, endständiger Alkine ........................................ 153<br />
7.1.3.1 Kupfer-katalysierte Kupplung................................................................. 153<br />
7.1.3.2 Vereinfachte Addition durch vorherige Deprotonierung der Alkine 154<br />
7.1.4 Ligandaustausch an Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong>n .................................... 155<br />
7.1.4.1 Theoretische Studien zum Verlauf des Phosphanaustauschs............. 157<br />
7.1.5 Koordination von Bortrifluorid an Komplex 36.................................... 159<br />
7.1.6 Darstellung der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> ................................................. 160<br />
7.1.6.1 Verwendung anderer Alkylierungsmittel.............................................. 161<br />
7.1.7 Verwendung chelatisierender Liganden ................................................ 163<br />
7.2 Theoretische Studien zur Reaktivität der <strong>Komplexe</strong>............................. 169<br />
7.3 Spektroskopische Ergebnisse..................................................................... 171<br />
7.3.1 IR-Spektroskopie........................................................................................ 171<br />
7.3.2 NMR-Spektroskopie .................................................................................. 174<br />
7.4 Röntgenstrukturanalysen............................................................................ 176<br />
7.4.1 Die Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 32, 34 und 36............................................ 176<br />
7.4.2 Die Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 41 und 50 .......................................... 179<br />
7.5 Zusammenfassung und Diskussion.......................................................... 181<br />
8. Experimenteller Teil ......................................................................185<br />
8.1 Arbeitstechniken........................................................................................... 185<br />
8.2 Spektroskopische und analytische Verfahren ........................................ 185<br />
8.2.1 IR-Spektren ................................................................................................. 185<br />
8.2.2 NMR-Spektren............................................................................................ 186<br />
8.2.3 UV/VIS-Spektren....................................................................................... 186
IV Inhaltsverzeichnis<br />
8.2.4 Massenspektren ..........................................................................................187<br />
8.2.5 Elementaranalyse .......................................................................................187<br />
8.2.6 Schmelz- und Zersetzungspunkte ...........................................................187<br />
8.2.7 Röntgenstrukturanalysen..........................................................................187<br />
8.3 Ausgangsverbindungen...............................................................................187<br />
8.4 Präparative Vorschriften..............................................................................188<br />
8.4.1 Darstellung der Alkinyl(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 4 bis 7 ...........189<br />
8.4.2 Umsetzung von 7 mit Dicobaltoctacarbonyl..........................................191<br />
8.4.3 Darstellung des 3,3’-Bipyridyl-propargylalkohols................................192<br />
8.4.4 Darstellung der Pyridylamidino(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
11a und 11b .................................................................................................194<br />
8.4.5 Darstellung von Lithiumferrocenyl 12....................................................195<br />
8.4.6 Darstellung der Carben-<strong>Komplexe</strong> 13 und 14........................................196<br />
8.4.7 Darstellung der Carben-<strong>Komplexe</strong> 15 und 16........................................197<br />
8.4.8 Darstellung des Carben-<strong>Komplexe</strong>s 17...................................................200<br />
8.4.9 Darstellung der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 18 und 19.................................200<br />
8.4.10 Darstellung des Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s 20...........................................202<br />
8.4.11 Darstellung der Lithium(diphenylarsenid)-Lösung 21 ........................202<br />
8.4.12 Darstellung des Arsinoalkinyl-<strong>Komplexe</strong>s 22 .......................................203<br />
8.4.13 Darstellung der Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>................................203<br />
8.4.14 Darstellung der Nickelhalogenid-<strong>Komplexe</strong> .........................................209<br />
8.4.15 Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong>...............................................210<br />
8.4.15.1 Methode A...................................................................................................210<br />
8.4.15.2 Methode B....................................................................................................210<br />
8.4.16 Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 34 und 35.............................212<br />
8.4.17 Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 36 bis 38...............................214<br />
8.4.18 Darstellung von Nickelalkinylkomplex 39.............................................216<br />
8.4.19 Darstellung der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 40 bis 42 .......................216<br />
8.4.20 Darstellung der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 43 bis 45 .......................218<br />
8.4.21 Darstellung der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 46 bis 50 .......................220<br />
8.5 DFT-Rechnungen ..........................................................................................224<br />
8.6 Röntgenstrukturdaten ..................................................................................225<br />
8.6.1 Meß- und Zelldaten der Kristalle.............................................................226<br />
8.6.2 Ausgewählte Bindungslängen und –winkel der <strong>Komplexe</strong> ................234<br />
8.6.2.1 Komplex 1....................................................................................................234<br />
8.6.2.2 Komplex 6....................................................................................................235<br />
8.6.2.3 Komplex 9....................................................................................................236<br />
8.6.2.4 Komplex 11a................................................................................................237<br />
8.6.2.5 Komplex 11b ...............................................................................................238<br />
8.6.2.6 Komplex 17..................................................................................................239<br />
8.6.2.7 Komplex 19..................................................................................................240<br />
8.6.2.8 Komplex 24a................................................................................................241<br />
8.6.2.10 Komplex 30b ...............................................................................................244
Inhaltsverzeichnis V<br />
8.6.2.11 Komplex 30c ............................................................................................... 245<br />
8.6.2.13 Komplex 32 ................................................................................................. 246<br />
8.6.2.15 Komplex 34 ................................................................................................. 247<br />
8.6.2.17 Komplex 36 ................................................................................................. 248<br />
8.6.2.19 Komplex 41 ................................................................................................. 249<br />
8.6.2.21 Komplex 50 ................................................................................................. 250<br />
9. Zusammenfassung .........................................................................251<br />
10. Verbindungsübersicht...................................................................257<br />
10.1 Verbindungen zu den Kapiteln 3 & 4....................................................... 257<br />
10.2 Verbindungen zu den Kapiteln 5 & 6....................................................... 258<br />
10.3 Verbindungen zu Kapitel 7......................................................................... 259<br />
10.4 Vergleichssubstanzen .................................................................................. 260<br />
11. Literatur............................................................................................261<br />
12. Dank..................................................................................................269
1 Einleitung und Kenntnisstand 1<br />
1. Einleitung und Kenntnisstand<br />
1.1 Koordinations- und metallorganische<br />
Verbindungen<br />
Die ersten von Menschen verwendeten Koordinationsverbindungen waren wohl<br />
Farbstoffe. So ist z.B. von Alizarinrot – einem Calcium/Aluminium-Chelat von<br />
Hydroxyanthrachinon – die Verwendung in Indien und etwas später auch bei den<br />
Persern und Ägyptern bekannt, lange bevor es durch den Griechen Herodot um etwa<br />
450 v.C. erstmals schriftlich erwähnt wurde.<br />
Farben und deren Bildung oder Veränderung waren im Weiteren auch die wichtigsten<br />
Nachweismittel, aber auch der Grund, sich „wissenschaftlich“ mit<br />
Koordinationsverbindungen auseinanderzusetzen. Als erster dokumentierter Nachweis<br />
der Bildung einer Koordinationsverbindung gilt die durch den Alchemisten Andreas<br />
Libavius 1597 beschriebene intensive Blaufärbung bei der Behandlung von Bronze mit<br />
einer Lösung von gelöschtem Kalk und Ammoniumchlorid – die Bildung eines<br />
Tetraamminkupfer(II)-<strong>Komplexe</strong>s [1] .<br />
Mit dem zunehmenden Interesse an Geheimtinten ab dem beginnenden 18. Jahrhundert<br />
erfuhr die Forschung an Koordinationsverbindungen zunehmende Aufmerksamkeit. Das<br />
folgende Jahrhundert brachte die gezielte Herstellung von Berliner oder Preußischblau<br />
(K[Fe2(CN)6]) als erstem synthetischen Farbpigment und die ersten allgemeingültigen<br />
Theorien zur Beschreibung dieser Verbindungsklasse [1, 2] . Der Begriff<br />
„Organometallchemie“ wurde ebenfalls in der Mitte des 19. Jahrhunderts geprägt [3] .<br />
Anfang des 20. Jahrhunderts erfolgten dann die ersten großen Erfolge auf dem Gebiet<br />
der Katalyse, die auf Forschungsergebnissen der metallorganischen Chemie basierten:<br />
so wurde etwa das Fischer-Tropsch-Verfahren [4-7] zur Gewinnung flüssiger<br />
Alkangemische aus Kohle entwickelt, das in Zeiten der Ölknappheit eine Alternative<br />
bot.
2 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Weitere Arbeiten zu dem Verfahren führten zur Entdeckung der Hydroformylierung [8-10]<br />
durch O. Roelen. Als weitere Meilensteine sind die Strukturaufklärung des Ferrocens<br />
1951 durch E. O. Fischer [11] und G. Wilkinson [12] und die Etablierung der Ziegler-Natta-<br />
Katalyse ab etwa 1950 zu nennen [2, 13-18] .<br />
Die Nobelpreise für Y. Chauvin, R. H. Grubbs und R. R. Schrock 2005 [19-21] für ihre<br />
Arbeiten zur Metathese sowie 2007 für G. Ertl für seine Grundlagenforschung zur<br />
heterogenen Katalyse [22, 23] in den letzten Jahren zeigen, dass die Forschung im Bereich<br />
der metallorganischen Chemie bis heute hochaktuell ist und seit dem Altertum nichts<br />
von ihrer Relevanz für den Alltag eingebüßt hat. Auch die jüngsten Entwicklungen und<br />
Erfolge auf den Gebieten der Katalyse [24] , bio-organischen Komplexchemie [25] und der<br />
sog. Metal Organic Frameworks (MOFs) [26] basieren im Wesentlichen auf den<br />
Erkenntnissen der metallorganischen Koordinationschemie [1] .
1 Einleitung und Kenntnisstand 3<br />
1.2 Carben-<strong>Komplexe</strong><br />
Die ersten Versuche, eine Verbindung mit einem zweiwertigen Kohlenstoffatom – ein<br />
Carben – zu erzeugen, liegen bereits mehr als ein Jahrhundert zurück. J. U. Nef<br />
versuchte dies zu Beginn der 1890er Jahre, blieb jedoch erfolglos [27-29] . Carbene<br />
wurden in der folgenden Zeit immer öfter als reaktive Zwischenstufe postuliert. Es<br />
gelang jedoch nicht, diese gezielt herzustellen [30, 31] , nachzuweisen oder gar – wie etwa<br />
im Falle von Dichlorcarben – zu isolieren [32] . Auch H. W. Wanzlick und E. Schickora,<br />
die 1960 durch Eliminierung von Chloroform (vgl. Abb. 1.1) versuchten, das<br />
entsprechende Imidazolidin-2-yliden zu erhalten, konnten aufgrund seiner Reaktivität<br />
nur dessen Dimer, das entsprechende Entetraamin erhalten [33-35] .<br />
Abb. 1.1: Versuchte Carbensynthese durch Eliminierung von Chloroform<br />
Die entscheidende Methode, Carbene zu stabilisieren und so für genauere<br />
Untersuchungen und stöchiometrische oder gar katalytische Anwendungen zugänglich<br />
zu machen, sollte in deren Koordination an ein Metallatom liegen.<br />
1964 gelang E. O. Fischer et al. die gezielte Synthese eines solchen Metallcarben-<br />
<strong>Komplexe</strong>s durch Addition eines Nukleophils an eines der Kohlenstoffatome in<br />
Hexacarbonylwolfram und anschließende Alkylierung des Acylsauerstoffatoms des<br />
entstandenen Acylmetallats (siehe Abb. 1.2). Der so erzeugte Carben-Komplex konnte<br />
isoliert und charakterisiert werden [36, 37] .
4 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Abb. 1.2: Darstellung eines Fischer-Carben-<strong>Komplexe</strong>s<br />
Diese sogenannten Fischer-Carben-<strong>Komplexe</strong> zeichnen sich durch folgende<br />
Charakteristika aus [38] :<br />
- Das an das Metallatom gebundene Kohlenstoffatom ist elektrophil.<br />
- Bei dem Metallatom handelt es sich um ein sogenanntes „spätes“<br />
Übergangsmetall in einer niedrigen Oxidationsstufe, das durch einen oder<br />
mehrere π-Akzeptorliganden substituiert ist.<br />
- Das Carbenkohlenstoffatom wird durch mindestens ein Heteroatom, das als π-<br />
Donor wirkt, in Konjugation (bevorzugt in α-Stellung) zum Carbenatom<br />
stabilisiert.
1 Einleitung und Kenntnisstand 5<br />
1.2.1 Reaktivität von Carben-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Ausgehend von diesen Charakteristika kann für die allgemeine Reaktivität von Carben-<br />
<strong>Komplexe</strong>n folgendes Schema (Abb. 1.3) aufgestellt werden, das eine Übersicht über die<br />
wichtigsten reaktiven Zentren der Carben-<strong>Komplexe</strong> bietet. Je nach Substituenten<br />
können natürlich noch weitere Reaktivitäten hinzukommen [39, 40] . So lässt sich z.B. eine<br />
zum Carbenkohlenstoffatom α-ständige CH-Gruppierung mit geeigneten Basen<br />
deprotonieren [41-44] :<br />
Abb. 1.3: Reaktivitäten von Carben-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Diese Reaktivitäten waren und sind Grundlage der weiten Verbreitung dieser<br />
Verbindungen in Katalyse [45, 46] (vgl. S. 26) und Synthese [39, 45, 47-49] .<br />
Besondere Aufmerksamkeit hat in den letzten Jahren die Verwendung von cyclischen<br />
heteroatomsubstituierten Carbenliganden (vor allem N-heterocyclischer Carbene –<br />
sogenannter NHCs – vgl. Abb. 1.4) als Liganden mit maßgeschneiderten Eigenschaften<br />
für katalytisch aktive Metall-<strong>Komplexe</strong> gefunden [50, 51] .<br />
Abb. 1.4: Struktur von 5-gliedrigen NHC- und PHC-Liganden
6 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
1.3 Carbin-<strong>Komplexe</strong><br />
1973 wurde ebenfalls von E.O. Fischer et al. über die Synthese und Charakterisierung<br />
der ersten Verbindungen mit einer formalen Metall-Kohlenstoff-Dreifachbindung<br />
berichtet [52] . Ausgehend von Pentacarbonylmetall-<strong>Komplexe</strong>n wurden sie durch die<br />
Abspaltung der Alkoxygruppe und den Austausch des trans-ständigen<br />
Carbonylliganden durch ein Halogenatom des verwendeten Bortrihalogenids erhalten<br />
(Abb. 1.5).<br />
Abb. 1.5: Synthese von Fischer-Carbin-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Diese Fischer-Carbin- oder Alkylidin-<strong>Komplexe</strong> werden meist von elektronenreichen<br />
(im Allgemeinen π-Donor-) Liganden in trans-Stellung stabilisiert und sind – ähnlich<br />
den Carben-<strong>Komplexe</strong>n – in der Katalyse [53] und Synthese [54] verbreitet eingesetzte Voroder<br />
wichtige Zwischenstufen [55] .
1 Einleitung und Kenntnisstand 7<br />
1.4 Cumulen-<strong>Komplexe</strong>, Metallacumulene<br />
1.4.1 Das Cumulogie-Prinzip<br />
1975 stellten H. G. Viehe et al. das Cumulogie-Prinzip vor [56] . Demzufolge können<br />
Verbindungen mit ungesättigten Kohlenstoffketten als höhere „Cumuloge“ der<br />
entsprechenden Verbindung verstanden werden, die an Stelle besagter Kette nur ein<br />
einziges Kohlenstoffatom trägt.<br />
Dieses Prinzip wurde anhand bekannter organischer Verbindungen aufgestellt, lässt sich<br />
jedoch sehr gut zur Abschätzung und Vorhersage der Eigenschaften bisher unbekannter<br />
Koordinationsverbindungen nutzen: durch (formale) Verlängerung der Cumulenkette<br />
um eine ungerade Zahl von Kohlenstoffatomen erhält man „entgegengesetzte“<br />
Eigenschaften; eine Erweiterung um eine geradzahlige Kohlenstoffeinheit resultiert<br />
wieder in ähnlichen Eigenschaften (vgl. Abb. 1.6).<br />
Abb. 1.6: Das Cumulogie-Prinzip angewandt auf Carben-<strong>Komplexe</strong><br />
1.4.2 Höhere Cumuloge der Carben-<strong>Komplexe</strong><br />
1972 stellten R. B. King und M. S. Saran aus dem entsprechenden Vinyl-Komplex durch<br />
Ligandaustausch und anschließende Chloridwanderung den ersten Vinyliden-Komplex<br />
her [57] . In diesem Vinyliden-Komplex sind zwei Kohlenstoffatome und ein Metallatom<br />
durch Doppelbindungen miteinander verbunden (Abb. 1.7). Damit sind Vinyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong> die nächsthöheren Cumulogen der Carben-<strong>Komplexe</strong>.
8 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Abb. 1.7: Der erste isolierte Vinyliden-Komplex<br />
Entsprechende Cumuloge mit drei Kohlenstoffen und drei Doppelbindungen wurden<br />
– für unterschiedliche Metall-<strong>Komplexe</strong> und unterschiedliche Synthesewege – 1976<br />
zeitgleich von E. O. Fischer et al. [58] und H. Berke et al. [59] vorgestellt.<br />
(CO) 5M C C C<br />
NMe 2<br />
Ph<br />
OC<br />
OC<br />
Mn C<br />
E. O. Fischer et al. H. Berke<br />
Abb. 1.8: Die ersten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
C C<br />
Auf die Eigenschaften dieser so erhaltenen Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> soll im nächsten<br />
Abschitt (S. 11 ff.) ausführlicher eingegangen werden.<br />
Der Vergleich der Eigenschaften der Carben-<strong>Komplexe</strong> mit diesen <strong>Komplexe</strong>n zeigt die<br />
Anwendbarkeit des Cumulogie-Prinzips auf höhere Cumuloge der Carben-<strong>Komplexe</strong>.<br />
So weisen Vinyliden-<strong>Komplexe</strong> (Abb. 1.7) ein elektrophiles Cα-Atom auf, während ihr<br />
Cβ-Atom nukleophil reagiert [60, 61] . Auch weitere Cumuloge der Carben-<strong>Komplexe</strong><br />
konnten seitdem synthetisiert werden und bestätigen die Vorhersagen des Cumulogie-<br />
Prinzips.<br />
t Bu<br />
t Bu
1 Einleitung und Kenntnisstand 9<br />
Da die Kohlenstoffkette an einem Ende immer in einer formalen Doppelbindung zu<br />
einem Metallatom endet, können diese Verbindungen auch als „Metallacumulene“<br />
bezeichnet werden. Die erste Verwendung dieser Bezeichnung findet sich 1983 bei J. P.<br />
Selegue [62] , während sich der Begriff „Metall-Cumulen-<strong>Komplexe</strong>“ schon 1972 für<br />
einen side-on koordinierten Butatrien-Komplex in der Literatur findet [63] .<br />
Abb. 1.9: Benennung der höheren Metallacumulene (n>2)<br />
Erst im Jahr 2000 wurde ein Iridium-Tetratrienyliden-Komplex von H. Werner et al.<br />
dargestellt [64, 65] . Bereits 1994 hingegen synthetisierten P. Dixneuf et al. einen<br />
Ruthenium-Pentatetraenyliden-Komplex [66] (vgl. Abb. 1.11).<br />
Abb. 1.10: Der erste Butatrienyliden-Komplex<br />
Abb. 1.11: Der erste Pentatetraenyliden-Komplex
10 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Als längste bisher bekannte Cumulenkette wurde 2007 von H. Fischer et al. ein<br />
Heptahexaenyliden-Komplex synthetisiert, isoliert und charakterisiert [67]<br />
(vgl. Abb. 1.12).<br />
(CO) 5M C C C<br />
H. Fischer et al.<br />
M=Cr,W<br />
C C C C<br />
NMe 2<br />
NMe 2<br />
Abb. 1.12: Das längste bisher bekannte Metallacumulen<br />
Spätestens bei diesen <strong>Komplexe</strong>n werden die Schwierigkeiten bei der Synthese der<br />
längeren Cumulen-<strong>Komplexe</strong> deutlich. Durch die Zunahme an reaktiven Zentren steigt<br />
die Reaktivität, die es bei Synthese und Isolierung der höheren Metallacumulene zu<br />
beherrschen gilt. Hierin dürfte auch die Ursache dafür zu suchen sein, dass bis dato kein<br />
isolierter Hexapentaenyliden-Komplex bekannt ist. Lediglich in einem Fall wurde ein<br />
solcher als Zwischenstufe postuliert [68] , jedoch nicht spektroskopisch nachgewiesen.<br />
2000 wurden von N. Re et al. [69] Berechnungen für eine Reihe von Cumulen-<br />
<strong>Komplexe</strong>n mit zunehmender Kettenlänge (m = 2 .. 9) und einer Methylengruppe bzw.<br />
[(CO)5Cr] als Kettenenden vorgestellt. Die Berechnungen zeigen, dass die<br />
Dissoziationsenergie des Metallfragments vom Ende der Kette nicht von deren Länge<br />
abhängt und damit aus thermodynamischer Sicht kein „oberes Limit“ für die<br />
Kettenlänge existiert. Gleichzeitig konnte die Grenzorbital-kontrollierte Reaktivität<br />
(siehe auch S. 19 ff.) der Cumulen-<strong>Komplexe</strong> durch störungstheoretische Kalkulationen<br />
untermauert werden.
1 Einleitung und Kenntnisstand 11<br />
1.5 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
1.5.1 Eigenschaften von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Als erste geradzahlige höhere Cumuloge der Carben-<strong>Komplexe</strong> (also <strong>Komplexe</strong> mit<br />
einer ungeraden Kohlenstoffanzahl) zeigen Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> ähnliche<br />
Eigenschaften bei vergleichbarer Stabilität, enthalten darüber hinaus jedoch noch einen<br />
C2-Spacer. Dieser bietet nicht nur weitere reaktive Zentren, sondern erlaubt auch<br />
elektronische Kommunikation zwischen dem Metallzentrum und den Substituenten am<br />
Cγ-Atom der Cumulenkette. Dies gibt Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n weitere interessante<br />
opto-elektronische Eigenschaften [70] , deren Nutzung für neue Materialien, wie z.B.<br />
molekulare Drähte [71-73] , vielfältige Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.<br />
1.5.2 Wege zur Darstellung von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Zur Darstellung von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n lassen sich hauptsächlich 3 Wege<br />
unterscheiden:<br />
1.5.2.1 Erzeugung aus alkenylsubstituierten Carben-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Die bereits von E. O. Fischer et al. 1976 benutzte Route [58] (vgl. Seite 7) besteht aus der<br />
formalen 1,2-Eliminierung des Alkohols aus einem Alkenyl(alkoxy)carben-Komplex<br />
mittels [BF3] als Lewis-Säure und einer schwachen Base (Abb. 1.13).<br />
Abb. 1.13: Synthese aus alkenylsubstituierten Carben-<strong>Komplexe</strong>n
12 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
1.5.2.2 Addition eines endständigen Alkins als C3-Fragment an einen<br />
ungesättigten Metall-Komplex<br />
Hierbei wird zunächst – wie bei der Synthese von H. Berke et al. [59] (vgl. Abb. 1.8) – ein<br />
side-on Komplex gebildet, der dann in situ mit 3 Äquivalenten tert-Butyllithium zum<br />
Acetylid-Komplex des bis(tert-Butyl)substituierten, lithiierten Propargylalkohols<br />
umgesetzt wird. Aus diesem wird durch Eliminierung von Wasser mithilfe von Säure<br />
der entsprechende Allenyliden-Komplex erhalten.<br />
OC<br />
OC<br />
Mn<br />
O<br />
OMe<br />
1) t BuLi<br />
2) HCl<br />
OC<br />
OC<br />
Mn C<br />
Abb. 1.14: Synthese über einen Alkin-Komplex<br />
C C<br />
Die Verwendung von Propargylakoholen als C3-Fragment ist der für die meisten<br />
Metalle gangbare und dadurch am häufigsten verwendete Syntheseweg. Auch die von<br />
Selegue 1982 zur Synthese von [Cp(PMe3)2Ru(=C=C=CPh2)(PMe3)2][PF6] vorgestellte<br />
Route [74] verläuft zunächst über einen side-on Komplex, der im Gleichgewicht mit dem<br />
entsprechenden Vinyliden-Komplex steht. Aus diesem entsteht durch<br />
Wassereliminierung der kationische Allenyliden-Komplex (vgl. Abb. 1.15).<br />
t Bu<br />
t Bu
1 Einleitung und Kenntnisstand 13<br />
Abb. 1.15: Synthese des kationischen <strong>Komplexe</strong>s [Cp(PMe3)2Ru(=C=C=CPh2)] +<br />
Für Metalle der Gruppe VI muss ein anderer Syntheseweg gewählt werden. Dieser<br />
verläuft entweder über den Angriff des dilithiierten Propargylalkohols an<br />
Hexacarbonylchrom oder -wolfram und anschließende photochemische<br />
Decarbonylierung [75] oder direkt über die Addition des deprotonierten<br />
Propargylalkohols an einen koordinativ ungesättigten Metallkomplex [76] . Beides führt<br />
nach Desoxygenierung mittels Phosgen zum entsprechenden Allenyliden-Komplex<br />
(vgl. Abb. 1.16).
14 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Abb. 1.16: Synthese von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n von<br />
Chrom und Wolfram aus Propargylalkoholen<br />
Durch Verwendung von Hexamethylpropiolsäureorthoamid für die Addition an den<br />
ungesättigten (CO)5M(thf)-Komplex (M = Cr, W) und anschließende Amid-<br />
Eliminierung aus dem entstandenen Acetylid-Komplex konnten H. Fischer et al. diese<br />
Methode auf die Synthese von bis(Amino)substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
ausweiten [77] und damit einen Weg zu bis(Heteroatom)substituierten Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>n aufzeigen (Abb. 1.17).<br />
Abb. 1.17: Synthese von bis(Amino)substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n
1 Einleitung und Kenntnisstand 15<br />
Diese Methode – ausgehend von um ein bzw. zwei Alkineinheiten verlängertem<br />
Orthoamid – wurde in der Folge auch zur Synthese der entsprechenden<br />
Pentatetraenyliden-<strong>Komplexe</strong> [77] und des bereits oben erwähnten Heptahexaenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>s [67] beschritten.<br />
Durch die Verwendung geeigneter Propiolsäurederivate (Ester, Thioester, Amide)<br />
konnten H. Fischer et al. diesen Weg schließlich auf die Synthese weiterer,<br />
unterschiedlich bis(Heteroatom)substituierter Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> von Chrom und<br />
Wolfram ausweiten [78] . Hierzu wird, wie in Abb. 1.18 gezeigt, zunächst das<br />
Propiolsäurederivat deprotoniert und an den ungesättigten Metallkomplex<br />
[(CO)5M(thf)] (M = Cr, W) koordiniert; anschließend wird das gebildete Acylmetallat<br />
am Heteroatom alkyliert.<br />
Abb. 1.18: Synthese unterschiedlich heteroatomsubstituierter Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>
16 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
1.5.2.3 Derivatisierung bestehender höherer Cumuloge<br />
Ausgehend von bereits bestehenden Butatrienyliden-<strong>Komplexe</strong>n des Rutheniums [79-86]<br />
konnte gezeigt werden, dass durch die Addition von Nukleophilen an Cγ entsprechende<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> erhalten werden können (vgl. Abb. 1.19).<br />
Abb. 1.19: Synthese von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n aus Butatrienyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Auch ausgehend von Pentatetraenyliden-<strong>Komplexe</strong>n der Metalle Ruthenium [66, 87] ,<br />
Chrom und Wolfram [77, 88] konnten durch Umsetzung mit geeigneten Nukleophilen<br />
entsprechende amino- oder alkoxy(alkenyl)substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
synthetisiert werden.<br />
NMe 2<br />
+ HNR'2<br />
(CO) 5M C C C C C<br />
(CO) 5M C C C<br />
R<br />
CH<br />
M = Cr, W<br />
R<br />
C<br />
NR' 2<br />
NMe 2<br />
Abb. 1.20: Synthese von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n aus Pentatetraenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Generell ist diese Methode jedoch hauptsächlich durch die begrenzte Anzahl der Edukte<br />
und deren aufwendige Herstellung sowie die Existenz leichter – und schneller –<br />
gangbarer Wege begrenzt.
1 Einleitung und Kenntnisstand 17<br />
1.5.3 Struktur von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Die Bindungsverhältnisse in Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n (und Cumulen-<strong>Komplexe</strong>n<br />
allgemein) lassen sich durch mehrere mesomere Grenzformen darstellen. Abhängig von<br />
den elektronischen Eigenschaften des Metallzentrums am einen und der Substituenten<br />
am anderen Ende der Kohlenstoffkette unterscheiden sich die Bindungsverhältnisse in<br />
<strong>Komplexe</strong>n mit unterschiedlichen Substitutionsmustern.<br />
L nM C C C<br />
I<br />
X<br />
LnM C C C<br />
LnM C C C<br />
Y<br />
II III<br />
Abb. 1.21: Die wichtigsten mesomeren Grenzformen für Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Elektronenziehende Metallfragmente erhöhen die Wichtigkeit der dipolaren<br />
Grenzformen II und III, die durch Donorsubstituenten am Cγ-Atom der Kohlenstoffkette<br />
weiter begünstigt werden. Die relative Bedeutung dieser beiden Formen für die<br />
Reaktivität der Kohlenstoffkette wird hauptsächlich von den Substituenten bestimmt<br />
(S. 18 ff.). Sehr starke π-Donorsubstituenten wie etwa Aminogruppen können hier sogar<br />
noch zu einer weiteren Verschiebung der positiven Ladung auf den Substituenten<br />
führen. Dies führt zu einer nahezu reinen Alkin-Struktur innerhalb der Cumulenkette.<br />
Diese Überlegungen werden durch analytische Daten bestätigt: so zeigen<br />
Röntgenstrukturdaten zunehmende Unterschiede in den C-C-Bindungslängen Cα-Cβ und<br />
Cβ-Cγ auf (vgl. Abb. 1.22), je stärker der Donor-Charakter der Substituenten am<br />
Cγ-Atom der <strong>Komplexe</strong> oder je stärker das Metallzentrum Elektronendichte aus der<br />
Kette abzieht. Diese Unterschiede sind weit stärker als zwischen C(sp)–C(sp) (Cα-Cβ)-<br />
und C(sp)–C(sp 2 ) (Cβ-Cγ)-Abständen zu erwarten wäre.<br />
X<br />
Y<br />
X<br />
Y
18 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Gleichzeitig belegen IR- und NMR-spektroskopische Daten ebenfalls eine zunehmende<br />
Verschiebung weg von einem rein Cumulen-artigen Charakter mit gleichwertigen<br />
Doppelbindungen hin zu einer mehr Alkinyl-artigen Struktur mit starker<br />
Bindungslängenalternanz.<br />
Abb. 1.22: Cumulen- und Alkinylstruktur für Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
1.5.4 Reaktivität von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Die Cumulogie der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> mit Carben-<strong>Komplexe</strong>n und ihre mesomeren<br />
Grenzformen lassen auf eine ähnliche Reaktivität schließen, was durch vielfältige<br />
Arbeiten und Rechnungen bestätigt werden konnte [86, 89-91] . Dies soll im Folgenden<br />
näher ausgeführt werden. Wie für Carben-<strong>Komplexe</strong> (Abb. 1.3, S. 5) lässt sich für die<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> ein Reaktivitätsschema aufstellen. Dieses Schema unterscheidet<br />
sich von jenem – dem Cumulogie-Prinzip (S. 7) folgend – hauptsächlich durch die<br />
beiden weiteren reaktiven Zentren der Kohlenstoffkette (Abb. 1.23):<br />
Abb. 1.23: Reaktivitäten von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Durch die beiden möglichen Angriffspunkte für nukleophile Reagenzien bietet sich zum<br />
ersten Mal in der Cumulogen Reihe die Möglichkeit, durch gezielte Wahl der<br />
Reaktionspartner (sowohl des Nukleophils als auch des Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s) den<br />
Ort der Addition des Nukleophils (und damit die Art des Reaktionsproduktes) zu<br />
beeinflussen.
1 Einleitung und Kenntnisstand 19<br />
1.5.4.1 Theoretische Voraussagen zur Regioselektivität<br />
Die Regioselektivität der Addition von Nukleophilen oder Elektrophilen an die<br />
Kohlenstoffkette der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> wird zum einen von den sterischen<br />
Eigenschaften der anderen Liganden des Zentralmetalls und der Substituenten der<br />
Cumulenkette beeinflusst. Zum anderen haben deren elektronische Eigenschaften<br />
unmittelbaren Einfluß auf die Orbitalkoeffizienten-Verteilung innerhalb der Kette und<br />
der Grenzorbitale (vgl. Abb. 1.24, S. 19), die wesentlich die Regioselektivität<br />
bestimmt [69, 92-95] .<br />
Abb. 1.24: HOMO (links) und LUMO (rechts) von (CO)5W=C=C=C(OMe)NMe2<br />
An den Darstellungen der Orbitale wird deutlich, dass das LUMO des <strong>Komplexe</strong>s<br />
[(CO)5W=C=C=C(NMe2)OMe] sehr stark ligandzentriert ist. Damit sollte vor allem der<br />
Angriff von Nukleophilen an Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> sehr stark von den elektronischen<br />
Eigenschaften der Substituenten abhängen und entweder am Cα- oder am Cγ-Atom der<br />
Cumulenkette erfolgen.<br />
Das HOMO hingegen ist zum einen sehr stark metallzentriert und hat zum anderen nur<br />
noch nennenswerte Ladungsdichte am Cβ-Atom der Cumulenkette. Die Substituenten<br />
selbst partizipieren kaum an diesem Grenzorbital, daher ist für den Angriff von<br />
elektrophilen Reagenzien zu erwarten, dass die Substituenten einen weniger starken<br />
Einfluß auf deren Regioselektivität haben.
20 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Da die Reaktion mit Elektro- und Nukleophilen prinzipiell auch ladungskontrolliert<br />
ablaufen kann, sind auch die Ladungen an den einzelnen Atomen der Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong> zu betrachten. Berechnungen für Pentacarbonyl-<strong>Komplexe</strong> der Metalle<br />
Chrom und Wolfram mit verschiedenen Substituenten am Cγ-Atom der Cumulenkette<br />
zeigen, dass dessen Partialladung von der Art der Substitution abhängt: sie steigt von<br />
bis(Alkyl)- oder -(Aryl)substituierten <strong>Komplexe</strong>n über mono(Heteroatom)- hin zu<br />
bis(heteroatom)substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n an (vgl. Abb. 1.25).<br />
Bis(heteroatom)substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> sollten also eine eindeutige<br />
Präferenz für die Addition von Nukleophilen an das Cγ-Atom der Cumulenkette<br />
zeigen [94, 95] .<br />
Partialladung am C3 der Cumulenkette<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
-0,2<br />
-0,4<br />
-0,6<br />
C1 ; M = Cr<br />
C1; M = W<br />
C2 ; M = Cr<br />
C2 ; M = W<br />
C3 ; M = Cr<br />
C3 ; M = W<br />
Substituenten an C3<br />
Abb. 1.25: Partialladung der Kohlenstoffatome der Cumulenkette<br />
in Abhängigkeit von den Substituenten an Cγ
1 Einleitung und Kenntnisstand 21<br />
1.5.4.2 Reaktivität gegenüber Nukleophilen<br />
Die Addition harter, anionischer Nukleophile erfolgt generell an das Cγ-Atom der<br />
Cumulenkette [96-100] . Bei bis(Alkyl)- oder -(Aryl)substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
von Metallen der Gruppe VI und VIII ist der Angriff von weichen Nukleophilen an das<br />
Cα-Atom bevorzugt. So lässt sich in einer Art Umkehrung der Syntheseroute von E. O.<br />
Fischer [58] aus Allenylidenruthenium-<strong>Komplexe</strong>n durch Addition eines Alkohols an das<br />
Cα-Atom ein Alkenyl(alkoxy)carben-Komplex erzeugen. Diese Reaktivität wird<br />
generell gegenüber weichen, neutralen Nukleophilen wie Alkoholen, Aminen und<br />
Phosphanen beobachtet [101-108] (vgl. Abb. 1.26).<br />
Abb. 1.26: Addition von Nukleophilen an das Cα-Atom der Allenylidenkette<br />
Die Addition von Phosphornukleophilen an bis(aryl)substituierte<br />
Allenylidenchrom-<strong>Komplexe</strong> erfolgt über das α-Atom der Cumulenkette zu einem Ylid-<br />
Komplex, der bei tertiären Phosphanen das Endprodukt darstellt (vgl. Abb. 1.27, oben<br />
rechts). Trägt das verwendete Phosphan ein Proton, so kann dieser unter Umlagerung<br />
einen Allenylphosphan-Komplex bilden [109] (Abb. 1.27, unten rechts). Trägt es zwei<br />
Protonen, so erfolgt ebenfalls eine Umlagerung, jedoch unter Bildung eines<br />
Alkinylphosphan-<strong>Komplexe</strong>s (Abb. 1.27, unten links).
22 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Abb. 1.27: Addition von Phosphanen an bis(Aryl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Bei Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n des Chroms ändert sich schon mit einem Amino-<br />
Substituenten die Regioselektivität des nukleophilen Angriffs. Hier zeigen bereits<br />
weiche Nukleophile eine Cγ-Präferenz [95, 110] . Durch die Wahl geeigneter Dinukleophile<br />
können so durch anschließende Addition des zweiten nukleophilen Zentrums an das<br />
α-Kohlenstoffatom der ehemaligen Cumulenkette cyclische Carben-<strong>Komplexe</strong> mit 5-<br />
bis 8-gliedrigen Ringen und weiteren Derivatisierungsmöglichkeiten erhalten<br />
werden [111, 112] .<br />
Abb. 1.28: Synthese von 6-gliedrigen cyclischen Carben-<strong>Komplexe</strong>n
1 Einleitung und Kenntnisstand 23<br />
(CO) 5Cr<br />
N<br />
N<br />
Ph<br />
(CO) 5Cr<br />
S<br />
Ph<br />
NH<br />
R<br />
R = H, CO 2Me, CO 2Et<br />
(CO) 5Cr<br />
Abb. 1.29: Beispiele für Carben-<strong>Komplexe</strong> anderer Ringgrößen<br />
S<br />
Ph<br />
NH<br />
CO 2Me<br />
Bis(heteroatom)substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> reagieren ebenso unter Cγ-Addition<br />
von Aminen. Durch Substitution der Alkoxygruppen in [(CO)5M=C=C=C(NMe2)OMe]<br />
oder [(CO)5M=C=C=C(OEt)OR] (R = Bornyl, (-)-Menthyl) durch primäre und<br />
sekundäre Amine lässt sich eine Vielzahl an neuen mono- oder diaminosubstituierten<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n darstellen [94, 110, 113] (vgl. Abb. 1.30).<br />
Abb. 1.30: Derivatisierung von (Alkoxy)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
am Beispiel von Dimethylamin
24 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
1.5.4.3 Reaktivität gegenüber Elektrophilen<br />
Die Addition von Elektrophilen an das Cβ-Atom der Kohlenstoffkette von Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>n wurde 1984 erstmals von N. E. Kolobova et al. für die Reaktion von<br />
Brønsted-Säuren mit [(CO)2CpMn=C=C=C( t Bu)2] gezeigt (vgl. Abb. 1.31) [114] . Es<br />
wurden kationische Alkenylcarbin-<strong>Komplexe</strong> erhalten. Seitdem konnte diese<br />
Reaktivität vor allem für Metalle der Gruppen VIII und IX (Ru, Os, sowie Rh, Ir)<br />
bestätigt werden.<br />
OC<br />
OC<br />
Mn<br />
C C C<br />
R<br />
R<br />
HX<br />
OC<br />
OC<br />
Mn<br />
R= t Bu, Ph; X = Cl, BF 4, CF 3COO<br />
C C<br />
Abb. 1.31: Addition von H + als Elektrophil an Cβ nach Kolobova et al.<br />
R<br />
H<br />
C<br />
R<br />
X
1 Einleitung und Kenntnisstand 25<br />
1.5.4.4 Derivatisierung des Metallzentrums<br />
Im Gegensatz zu bis(aryl)substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n (s.o.) reagieren<br />
weniger reaktive mono- oder bis(heteroatom)substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> von<br />
Metallen der Gruppe VI erst bei Bestrahlung mit härteren Nukleophilen der Gruppe XV.<br />
Hierbei erfolgt jedoch keine Addition an die Kette, sondern es findet der Austausch<br />
eines der cis-ständigen Carbonylliganden statt [115] .<br />
Abb. 1.32: Photochemischer Ligandenaustausch an Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Dieser Reaktionsweg eröffnet eine einfache Möglichkeit, durch geringfügige<br />
Modifikation der Elektronendichte am Metallzentrum die Reaktivität der Cumulenkette<br />
zu variieren.<br />
1.5.4.5 Derivatisierung der Substituenten<br />
Die starke Stabilisierung, die heteroatomsubstituierte Cumulenketten durch starke<br />
π-Donoren erfahren [92, 93] , und die Vielfalt an mittlerweile zugänglichen Substituenten<br />
am Cγ-Atom der Allenylidenkette erlaubt es zunehmend, auch diese durch geeignete<br />
Reaktionsführung zu derivatisieren.<br />
So konnte in der dieser Arbeit vorangegangenen Diplomarbeit gezeigt werden, dass eine<br />
zum Cγ-Atom α-ständige Methylgruppe durch nukleophilen Angriff von Methyllithium<br />
an [(CO)5Cr=C=C=C(NMe2)OMe] und Abspaltung der Methoxygruppe über Kieselgel<br />
eingeführt werden kann [96] .
26 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Diese kann analog zu Carben-<strong>Komplexe</strong>n mit acider Methyl(en)gruppe in α-Stellung<br />
zum Carben-Kohlenstoffatom [116, 117] deprotoniert und für Aldolkondensationen<br />
verwendet werden [96] . Dadurch und durch die Wahl geeigneter Aldehyde eröffnet sich<br />
der Weg zur Verlängerung des π-Systems der Cumulenkette. Aufgrund der hierbei<br />
entstehenden Ethylen(C2H2)-Spacer-Einheiten werden gewinkelte Systeme erzeugt, in<br />
denen der eingeführte Substituent nicht mehr auf einer Linie mit dem Metallatom und<br />
der Cumulenkette liegt (Abb. 1.33).<br />
Abb. 1.33: Verlängerung des π-Systems durch Aldolkondensation<br />
Mithilfe der Sonogashira-Kupplung von bromsubstituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
mit Alkinen gelang es N. Szesni et al. ebenfalls, Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> mit<br />
ausgedehntem π-System zu erhalten [100, 118] . Hier erfolgte die Kettenverlängerung über<br />
para-Ethinyl-phenylen-Einheiten, so dass lineare Systeme erhalten wurden.<br />
Abb. 1.34: Verlängerung des π-Systems durch Sonogashira-Kupplung<br />
Durch Verwendung der analogen 4-bromsubstituierten <strong>Komplexe</strong> lassen sich ebenfalls<br />
gewinkelte Systeme erhalten, die bessere Löslichkeit aufweisen.
1 Einleitung und Kenntnisstand 27<br />
1.5.5 Cumulen-<strong>Komplexe</strong> in der Katalyse<br />
Die Reaktivität der Metall-Carben-Bindung und der weiteren Kohlenstoffe in der<br />
Cumulenkette legt eine stöchiometrische oder katalytische Anwendung dieser<br />
Verbindungen in der organischen Synthese nahe. So sind Carben-<strong>Komplexe</strong> als<br />
Katalysatoren für Metathesereaktionen etabliert [19-21, 119-122] und gut untersucht [123-127] .<br />
Cl<br />
Cl<br />
P(Cy) 3<br />
Ru<br />
P(Cy) 3<br />
Ph<br />
Mes<br />
N N Mes<br />
Cl<br />
Cl<br />
Ru<br />
P(Cy) 3<br />
Ph<br />
Mes<br />
N N Mes<br />
Cl<br />
Cl<br />
Ru<br />
Abb. 1.35: Grubbs-Katalysatoren (1. und 2. Generation) und<br />
Grubbs-Hoyveda-Katalysator für die Metathese<br />
Auch Metallvinyliden-<strong>Komplexe</strong> sind als reaktive Zwischenstufen in vielerlei<br />
Reaktionen – zum Beispiel der Synthese von γ-Lactonen nach P. Quayle et al., einem<br />
Schritt in der Darstellung von Andirolacton [128-130] – bekannt [131] .<br />
Bei Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n ist katalytische Aktivität bisher nur für Verbindungen mit<br />
Metallen der Gruppe VII bekannt. Hiervon sind diejenigen des Rutheniums am besten<br />
untersucht [131, 132] . Sie können als reaktive Zwischenstufe im Reaktionsverlauf auftreten<br />
oder bereits in stöchiometrischen oder katalytischen Mengen zugegeben werden. So<br />
konnte etwa der in Abb. 1.36 gezeigte Komplex erfolgreich und mit exzellenten<br />
Ausbeuten als Katalysator für die Ringschlußmetathese (RCM) eingesetzt werden [133] .<br />
O
28 1 Einleitung und Kenntnisstand<br />
Ts<br />
N<br />
Ru<br />
Cl<br />
Cy3P C C C<br />
2,5 mol%<br />
100% (GC)<br />
Abb. 1.36: Katalytisch aktiver Rutheniumallenyliden-Komplex<br />
Ph<br />
Ph<br />
Ts<br />
N
2 Aufgabenstellung 29<br />
2. Aufgabenstellung<br />
Während die Substitution von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n durch verschiedene N-, O- und<br />
S-Nukleophile bereits gut untersucht ist und gezielt synthetisch genutzt werden kann, ist<br />
über die Reaktivität von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n gegenüber anderen Arten von<br />
Nukleophilen noch sehr wenig bekannt. Ziel dieser Arbeit ist es, diese Reaktivität zu<br />
untersuchen und so eventuell den Zugang zu neuen Produktklassen zu ermöglichen.<br />
Die Chemie der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> steht nun an einem Punkt, an dem eine gezielte<br />
Manipulation der Eigenschaften der Verbindungen durch die Einführung geeigneter<br />
Substituenten möglich sein sollte. Es ist daher ein weiteres Ziel der vorliegenden Arbeit,<br />
bekannte und neu erschlossene Reaktivitäten der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> zu nutzen, um<br />
dinukleare <strong>Komplexe</strong> zu erzeugen (Abb. 2.1). Die Auswirkungen der Art des zweiten<br />
Metallzentrums und das Ausmaß der Kommunikation zwischen den beiden<br />
Metallzentren sind hierbei von besonderem Interesse.<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
?<br />
ML n<br />
Abb. 2.1: Strukturschema für heterodinukleare Chromallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Darüberhinaus soll untersucht werden, ob sich Allenylidenliganden auch an bisher nicht<br />
für Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> verwendeten Metallen (oder deren <strong>Komplexe</strong>n) aufbauen<br />
lassen und welche Substitutionsmuster am Cγ-Atom des Allenylidenliganden möglich<br />
sind.<br />
Abb. 2.2: Allgemeine Struktur neuer Metallallenyliden-<strong>Komplexe</strong>
30 2 Aufgabenstellung
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 31<br />
3. Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Der Ablauf der Addition von Nukleophilen der Gruppe XV an Di(aryl)allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>n ist durch Untersuchungen von D. Reindl in unserer Gruppe bekannt [134, 135] .<br />
Diese greifen am Cα-Atom der Cumulenkette an, so dass entsprechende Ylide erhalten<br />
werden, die – bei Verwendung primärer, bzw. sekundärer Phosphane – danach unter<br />
H-Verschiebung umlagern (Abb. 3.1).<br />
Abb. 3.1: Addition von Phosphanen an Bis(aryl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
An Heteroatom-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> hingegen addieren, wie ebenfalls<br />
durch Untersuchungen in unserer Gruppe an Bis(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n gezeigt<br />
werden konnte [95, 100] , Stickstoff-Nukleophile selektiv an das Cγ-Atom der Cumulenkette<br />
(vgl. S. 18 ff.).<br />
Für Alkoxy(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>, die unterschiedlich stark donierende<br />
Heteroatome tragen, ist hingegen nur bekannt, dass die Addition von Stickstoff-<br />
Nukleophilen analog zu Bisaminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n erfolgt. Für die Reaktion mit<br />
Nukleophilen anderer Gruppen bestehen hingegen keinerlei Erfahrungswerte. Deshalb<br />
sollte zunächst geklärt werden, inwieweit dieser Ablauf auch für andere, anionische<br />
Nukleophile zutrifft.
32 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Der Ausgangskomplex 1a wurde in einer Eintopfsynthese nach H. Fischer et al. [78] aus<br />
Propiolsäuredimethylamid hergestellt (vgl. Kap. 1.5.2.2, S. 15). Dieses wurde zunächst<br />
mit n-BuLi deprotoniert und dann mit [(CO)5Cr(THF)] zum Alkinyl-Komplex<br />
umgesetzt. Die anschließende Alkylierung mit Trimethyloxonium-tetrafluoroborat<br />
lieferte den Eduktkomplex 1a.<br />
Abb. 3.2: Synthese von Komplex 1a<br />
3.1 Addition von Hydrid als monoatomarem Nukleophil<br />
Als erstes Nukleophil wurde das Hydrid-Ion ausgewählt. Dies sollte einen ersten<br />
Eindruck ermöglichen, inwieweit die damit gesammelten Ergebnisse mit den<br />
bestehenden Erkenntnissen zur Addition von N-Nukleophilen übereinstimmen.<br />
Für die Addition von H - musste zunächst eine geeignete Hydridquelle gefunden werden,<br />
deren Hydridion sich tatsächlich als freies Nukleophil übertragen lässt. Vorversuche<br />
zeigten, dass manche Hydridverbindungen (Lithiumaluminiumhydrid,<br />
Natriumborhydrid) gegenüber Komplex 1a nicht reaktiv genug sind. Erst die<br />
Verwendung von Lithiumtriethylborhydrid („Superhydrid“) brachte das gewünschte<br />
Ergebnis.
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 33<br />
3.1.1 Präparative Ergebnisse<br />
Versetzt man bei -80 °C eine Lösung des <strong>Komplexe</strong>s 1a in THF mit einem Äquivalent<br />
Lithiumtriethylborhydrid, so kann man im Tieftemperatur-IR-Spektrum bei -80 °C eine<br />
Bandenverschiebung beobachten, die auf die Bildung eines Alkinylchromat-<strong>Komplexe</strong>s<br />
hindeutet. Der Alkinylkomplex zerfällt jedoch sehr schnell (etwa ab<br />
-75 °C), was eine weitere Charakterisierung beinahe unmöglich macht. Die Änderung<br />
der Banden während des Zerfalls zeigt, dass der Komplex wieder zur<br />
Ausgangsverbindung 1a unter Eliminierung des Hydrid-Anions zerfällt. Offensichtlich<br />
ist die Adduktbildung reversibel und das Gleichgewicht liegt bereits oberhalb von<br />
ca. 70 °C nahezu vollständig auf der Seite der Edukte.<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
1a<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
+Li(Et) 3BH<br />
THF, -80 °C<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
T>-75°C<br />
2<br />
-H<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
Abb. 3.3: Verlauf der Addition von Hydrid an Komplex 1a<br />
1a<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
H<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
Die Bandenverschiebung im IR-Spektrum während der Addition zeigt die Entstehung<br />
eines anionischen Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>s [88, 96] (vgl. Tabelle 3.1). Die Schwingungsbanden<br />
der Carbonylliganden verschieben sich zu niedrigeren Wellenzahlen, während der<br />
Cumulencharakter der Kohlenstoffkette abnimmt und die zugehörige Bande sich von<br />
2080 cm -1 nach 2046 cm -1 verschiebt. Dieser Bereich liegt näher am für<br />
C≡C-Dreifachbindungen erwarteten Bereich (> 2100 cm -1 ) und ist für<br />
Alkinyl(pentacarbonyl)metallate von Metallen der Gruppe VI typisch.
34 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Tabelle 3.1: Lagen der Schwingungsbanden der <strong>Komplexe</strong> 1a und 2 in THF in cm -1<br />
Komplex ν(CO) ν(CCC)<br />
1a 2080 1930 1912 2008<br />
2 2085 1903 1860 2046<br />
Offenbar erfolgt weder eine Substitution der Alkoxy- noch der Dimethylaminogruppe<br />
durch das Hydrid. Das durch die Hydridaddition entstehende Alkinylmetallat spaltet<br />
offenbar leichter wieder Hydrid als die Alkoxy- bzw. Dimethylaminogruppe ab. Durch<br />
die Bandenlagen im IR-Spektrum kann die Bildung eines (prinzipiell denkbaren)<br />
alternativen Allenylmetallats (vgl. Abb. 3.4) durch Addition des Hydrids an das Cα-<br />
Atom der Cumulenkette ausgeschlossen werden.<br />
Abb. 3.4: Alkenylmetallat durch Addition von Hydrid an das Cα-Atom von Komplex 1a
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 35<br />
3.2 Versuchte Addition von Arin an Komplex 1a<br />
Die Addition von Inaminen als neutralen, aber polaren C-Nukleophilen an<br />
Diarylallenyliden-<strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppe VI wurde von D. Reindl et al. in<br />
unserer Gruppe untersucht [135, 136] . Sie erfolgt entweder unter [2+2]-Cycloaddition an<br />
die Cα-Cβ-Bindung (vgl. Abb. 3.5, links) oder die Cβ-Cγ-Bindung und anschließende<br />
Cyclisierung und Cycloreversion (vgl. Abb. 3.5, rechts). Das Verhältnis der<br />
eingeschlagenen Reaktionswege hängt von der Polarität des Lösungsmittels, dem<br />
Substitutionsmuster des Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s und der Nukleophilie des Enamins ab.<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
(CO) 5Cr<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C<br />
R R<br />
+<br />
R' C C NEt2 C -C -Addition C -C -Addition<br />
R'<br />
NEt 2<br />
R<br />
R<br />
(CO) 5Cr C C<br />
R' =H,Me,OMe,NMe 2<br />
R' = Me, Ph<br />
C<br />
R'<br />
NEt 2<br />
Abb. 3.5: Addition von Inaminen an Diarylallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Um nun die Addition von Arin als neutralem, unpolaren C≡C-Bindungssystem zu<br />
untersuchen, sollte die Addition von Arin an Komplex 1a untersucht werden. Hierbei<br />
sollte geklärt werden, ob diese Addition an Komplex 1a erfolgt und in welchem<br />
Verhältnis die denkbaren Produkte (vgl. Abb. 3.6) hierbei entstehen. Addiert das Arin an<br />
die Cα-Cβ-Bindung, so wäre ein Carben-Komplex (vgl. Abb. 3.6, links) als Produkt zu<br />
erwarten, während eine Addition an die Cβ-Cγ-Bindung einen Vinyliden-Komplex<br />
(vgl. Abb. 3.6, rechts) ergäbe.<br />
C<br />
C<br />
R<br />
R
36 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
(CO) 5Cr<br />
C -C -Addition C -C -Addition<br />
Me 2N<br />
C C<br />
C<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
OMe<br />
1a<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
Me 2N<br />
(CO) 5Cr C C<br />
C<br />
OMe<br />
Abb. 3.6: Denkbare Produkte der Addition von Arin an Komplex 1a<br />
Die Bildung von Arin in situ, ausgehend von ortho-Trimethylsilylphenyltriflat, ist<br />
hinlänglich bekannt und gut untersucht [137-139] , so dass diese Methode angewandt wurde.<br />
Hierbei wird zunächst mit Kaliumfluorid die Trimethylsilylgruppe angegriffen und die<br />
ortho-Position entschützt. Das so entstandene Anion ist nukleophil genug, um<br />
verschiedene Doppelbindungssysteme anzugreifen und unter Triflat-Abspaltung ein<br />
neues Ringsystem auszubilden.<br />
3.2.1 Präparative Ergebnisse<br />
Beim Versetzen einer Lösung von ortho-Trimethylsilylphenyltriflat in THF bei -80 °C<br />
mit jeweils einen Überschuß an Kaliumfluorid und 18-Krone-6 und anschließend einem<br />
Äquivalent des <strong>Komplexe</strong>s 1a trat im Tieftemperatur-IR-Spektrum bei -80 °C wiederum<br />
eine Bandenverschiebung ein, die auf die Bildung eines Alkinylchromats hindeutete<br />
(vgl. Abb. 3.7). Auch dieser Alkinyl-Komplex zerfiel jedoch bei -60 °C zu einem nicht<br />
näher analysierten Produktgemisch.
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 37<br />
OTf<br />
TMS<br />
KF,<br />
18-Krone-6<br />
+<br />
OTf<br />
-OTf -<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
Abb. 3.7: Versuchte Addition von Arin an Komplex 1a<br />
1a<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
Da weder dieses Verhalten noch das IR-Spektrum zu einem der erwarteten<br />
Produktkomplexe zu passen schien, wurde ein Kontrollversuch durchgeführt, bei dem<br />
ortho-Trimethylsilylphenyltriflat weggelassen und nur KF und 18-Krone-6 zugegeben<br />
wurde. Das erhaltene IR-Spektrum war identisch mit dem des vorherigen Versuches<br />
(vgl. Tabelle 3.2 und Abb. 3.8).<br />
Absorbanz<br />
Wellenzahl (cm -1 2200 2150 2100 2050 2000 1950 1900 1850<br />
)<br />
Abb. 3.8: IR-Spektrum der Reaktionslösung bei -80 °C<br />
Die Ähnlichkeit der Bandenlagen für den Alkinylkomplex 2 und den neu gebildeten<br />
Komplex 3 zeigt die elektronische Trennung der Cumulenkette von den Substituenten<br />
am (tertiären) Cγ-Atom. Beim Erwärmen des <strong>Komplexe</strong>s 3 auf Raumtemperatur<br />
können, im Gegensatz zu der Hydridaddition, nicht wieder die Banden des
38 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Eduktkomplexes 1a beobachtet werden. Dies zeigt, dass der Zerfall des<br />
Alkinylchromats 3 auf anderem Wege als der des <strong>Komplexe</strong>s 2 verläuft.<br />
Tabelle 3.2: Lagen der Schwingungsbanden der <strong>Komplexe</strong> 1a, 2 und 3 in THF in cm -1<br />
Komplex ν(CO) ν(CCC)<br />
1 2080 1930 1912 2008<br />
2 2085 1903 1860 2046<br />
3 2081 1909 1873 2035<br />
Vergleicht man die IR-Daten der Alkinylmetallate 2 und 3, so fällt auf, dass die<br />
Verschiebung hin zu für Alkinylmetallate typischen Wellenzahlen für Komplex 3<br />
weitaus geringer ausfällt als für 2. Dies scheint auf die geringere Elektronendichte in<br />
der Metall-Alkinyleinheit zurückzuführen zu sein.<br />
Dies deutete darauf hin, dass hier offensichtlich das Fluorid-Anion, das das härteste<br />
bekannte Nukleophil darstellt, an Cγ addiert hat (vgl. Abb. 3.9, S. 38), da der<br />
Fluorsubstituent eine höhere Elektronegativität als das Wasserstoffatom in Komplex 2<br />
aufweist.<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
Abb. 3.9: Der Alkinyl-Komplex 3<br />
Da der entstandene Alkinyl-Komplex 3 bei tiefen Temperaturen kurzzeitig stabil war,<br />
wurde versucht, die Abspaltung der Methoxygruppe durch Zugabe von Lewis-Säuren<br />
(BF3-Etherat, BCl3 und BBr3) oder anderer oxophiler Reagenzien (Trimethylsilyltriflat<br />
oder Chlortrimethylsilan) zu erzwingen. Auch diese führten jedoch nicht zu einem<br />
Amino(fluoro)allenyliden-Komplex (Abb. 3.10).<br />
F
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 39<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
1a<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
+ KF, 18-Krone-6<br />
THF, -80 °C<br />
E=BF 3, BCl 3, BBr 3, Me 3Si-Tf, Me 3SiCl<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
+E<br />
3<br />
-OMe<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
Abb. 3.10: Schema der Addition von Fluorid an Komplex 1a<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
F<br />
NMe 2<br />
Die Addition weiterer Halogenide an das Cγ-Atom von 1a wurde nachfolgend<br />
untersucht. So sollten Halogen-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> zugänglich sein, die<br />
eine Vielzahl weiterer Funktionalisierungen zulassen sollten. Alle Versuche, durch die<br />
Verwendung von Tetrabutylammonium-Salzen auch andere Halogenide zu addieren,<br />
scheiterten jedoch (vgl. Abb. 3.11). Dies liegt vermutlich an der deutlich geringeren<br />
Nukleophilie der „höheren“ Halogene.<br />
Abb. 3.11: Versuchte Darstellung anderer Amino(halogeno)allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
F
40 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
3.3 Addition von lithiierten Alkinen<br />
Da die Addition kleiner Nukleophile nur zu instabilen, sehr temperaturempfindlichen<br />
Produkten führte, und Arin offenbar nicht unter Cycloaddition mit<br />
Alkoxy(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n reagierte, wurde anschließend das<br />
Reaktionsverhalten gegenüber deprotonierten endständigen Alkinen als anionischen<br />
C-Nukleophilen untersucht. Prinzipiell wären auch hier zwei Arten von Produkten, die<br />
durch den Angriff an verschiedenen elektrophilen Zentren der Cumulenkette entstehen<br />
würden, denkbar (vgl. Abb. 3.12):<br />
Bisher noch unbekannte Alkenyl(alkinyl)carben-<strong>Komplexe</strong>, die durch einen Angriff am<br />
Cα-Atom entstünden (Abb. 3.12, links).<br />
Alkinyl(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>, die aus einem Angriff am Cγ-Atom und<br />
anschließender Eliminierung des Methoxy-Substituenten aus dem gebildeten Metallat<br />
resultieren würden (Abb. 3.12, rechts).<br />
Beide Ligandtypen wären als mögliche Synthesebausteine von Interesse.
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 41<br />
Abb. 3.12: Mögliche Produkte der Addition von Alkinen an Komplex 1a<br />
Auch für Pentatetraenyliden-<strong>Komplexe</strong> von Chrom und Wolfram ist die nukleophile<br />
Addition von deprotonierten Alkinen an die Cumulenkette bekannt [67, 88] . Diese erfolgt<br />
am Ende der Cumulenkette, also am Cε-Atom. Damit stellt sich die Frage, ob diese auch<br />
bei den Heteroatom-substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n am Cγ-Atom, also dem Ende<br />
der Kette erfolgt. Zusammen mit den Ergebnissen der dieser Arbeit vorangegangenen<br />
Diplomarbeit, in der Alkenyl(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> erhalten wurden [96] , würde<br />
dies einen weiteren Weg eröffnen, eine funktionelle Gruppe in die Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong> einzuführen (vgl. Abb. 3.13).
42 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Abb. 3.13: Vergleich der Addition lithiierter Alkine an<br />
Allenyliden- und Pentatetraenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
3.3.1 Präparative und spektroskopische Ergebnisse<br />
Gab man zu einer Lösung von Komplex 1a bei -80 °C in THF eine ebenfalls auf diese<br />
Temperatur gekühlte, äquimolare Lösung lithiierten Phenylacetylens, so war eine<br />
sofortige Farbänderung der Lösung zu beobachten. Diese Entfärbung der Lösung lässt<br />
hierbei auf die Bildung des Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>s schließen. Nach einer Stunde Rühren<br />
unter Erwärmen auf -20 °C, wobei sich die Lösung intensiv blau färbte, und<br />
anschließender Filtration über Kieselgel konnte nach chromatographischer Reinigung<br />
der Produktkomplex 4 erhalten werden, dessen Bandenlagen im IR-Spektrum zunächst<br />
nur geringe Änderungen gegenüber demjenigen von Komplex 1a aufweisen<br />
(vgl. Abb. 3.14).
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 43<br />
Absorbanz<br />
2200 2150 2100 2050 2000 1950 1900 1850<br />
Abb. 3.14: IR-Spektren der <strong>Komplexe</strong> 4 (durchgezogen) und 1a (gestrichelt)<br />
in THF im Bereich von 1800 bis 2200 cm -1<br />
So liegen die drei Banden des Pentacarbonylmetall-Fragments nur bei geringfügig<br />
anderen Wellenzahlen, die Bande des Cumulensystems bei 2007 cm -1 ist im Rahmen<br />
der Meßgenauigkeit gleich und eine Bande im für C≡C-Bindungen typischen Bereich<br />
kann nicht gefunden werden (vgl. Tabelle 3.3).<br />
Tabelle 3.3: Lagen der Schwingungsbanden der <strong>Komplexe</strong> 1a und 4 in THF in cm -1<br />
Komplex ν(CO) ν(CCC)<br />
1a 2080 1930 1912 2008<br />
4 2080 1934 1913 2007<br />
Die 1 H-NMR-Daten belegen das Vorliegen der Dimethylaminogruppe, die zwei<br />
separate Signale bei 3,73 und 3,81 ppm aufweist, und eines Phenylringes, bei<br />
gleichzeitigem Fehlen des Signals für die Methoxy-Gruppe. Das<br />
13<br />
C-NMR-Spektrum weist zusätzlich zu den Signalen für die CO-Liganden, die beiden<br />
Methylgruppen, einen Phenylring und die drei Kohlenstoffatome der Kette zusätzlich<br />
zwei Signale bei 81,8 und 89,3 ppm im charakteristischen Bereich für C≡C-Atome auf.<br />
Diese Daten sprachen für das Vorliegen einer Amino(phenylalkinyl)allenyliden-<br />
Struktur. Die massenspektroskopischen Daten belegten endgültig die Struktur von<br />
Komplex 4 (Abb. 3.15).<br />
Wellenzahl (cm -1 )<br />
1800
44 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
(OC) 5Cr C C C<br />
4<br />
NMe 2<br />
C<br />
C<br />
Abb. 3.15: Struktur von Komplex 4<br />
Die Reaktionen von para-Chlor- und para-Cyano-phenylacetylen mit Komplex 1a<br />
lieferten die analogen <strong>Komplexe</strong> 5 und 6.<br />
Abb. 3.16: Darstellung der <strong>Komplexe</strong> 4 - 6<br />
Durch die Verwendung von Ethinylferrocen an Stelle von Acetylenen bot sich die<br />
Möglichkeit, auf relativ einfachem Wege einen heterodinuklearen Allenyliden-Komplex<br />
zu erzeugen (die daraus resultierenden Eigenschaften werden in Kapitel 5 ab S.84<br />
genauer diskutiert). Auch Ethinylferrocen reagiert analog mit Komplex 1a unter<br />
Addition an das Cγ-Atom und anschließender Abspaltung des Methoxy-Substituenten<br />
zum Amino(ferrocenylethinyl)allenyliden-Komplex 7.
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 45<br />
Abb. 3.17: Darstellung des heterodinuklearen <strong>Komplexe</strong>s 7<br />
Die niedrigsten Ausbeuten wurden bei dieser Durchführung für die Verwendung von<br />
Phenylacetylen beobachtet, eine Einführung eines Trimethylsilylethinyl-Restes gelang<br />
trotz Absenken der Temperatur bei Filtration und Chromatographie auf -60 °C und<br />
Verwendung eines bis zu 5-fachen Überschusses an Alkin nicht. Die <strong>Komplexe</strong> wurden<br />
als – unerwartet temperaturempfindliche – Pulver erhalten, im Vergleich zu den<br />
analogen Pentatetraenyliden-<strong>Komplexe</strong>n zeichnen sich diese jedoch durch die bessere<br />
Zugänglichkeit des (Edukt-)Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s aus.<br />
Die IR-Spektren der <strong>Komplexe</strong> 5 bis 7 zeigen alle die für Pentacarbonyl-<strong>Komplexe</strong><br />
typischen drei ν(CO)-Absorptionen, sowie eine ν(CCC)-Bande. Diese liegt für die<br />
Akzeptor-Substituierten Amino(phenylalkinyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 5 und 6 bei um<br />
etwa 20 cm -1 deutlich kleineren Wellenzahlen als für die <strong>Komplexe</strong> 4 und 7. Dies<br />
spricht dafür, dass die <strong>Komplexe</strong> 4-7 zwar hauptsächlich durch die stark ausgeprägte π-<br />
Donor-Kapazität des Aminosubstituenten stabilisiert werden (entsprechend<br />
Resonanzstruktur II in Abb. 3.18), der Arylethinylsubstituent jedoch auch, wenn auch in<br />
geringem Maß einen Beitrag zur π-Stabilisierung leistet (Grenzstruktur III in Abb. 3.18).<br />
Dieser Beitrag ist erwartungsgemäß in 5 und 6, in denen der Arylring Akzeptor-<br />
substituiert ist [σp = 0,24 (Cl), 0,70 (CN)], geringer als in 4. Entsprechend ist der Anteil<br />
der Grenzstruktur III an der Gesamtbindungsbeschreibung in 5 und 6 geringer als in 4<br />
und somit derjenige von Grenzstruktur I größer. Infolgedessen erscheint die<br />
Cumulenbande bei 5 und 6 bei kleineren Energien als bei 4. In 4 und 7 ist die<br />
Cumulenbande lagegleich, obwohl Ferrocen als deutlich besserer Elektronendonor als
46 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
der Phenyl-Substituent gilt (vgl. Tabelle 3.4). Dies ist möglicherweise auf größere<br />
sterische Wechselwirkungen in 7 im Vergleich zu 4 zurückzuführen.<br />
Tabelle 3.4: Lagen der Schwingungsbanden der <strong>Komplexe</strong> 4-7 in THF in cm -1<br />
Komplex ν(CO) ν(CCC)<br />
4 2080 1934 1913 2007<br />
5 2077 1939 1918 1986<br />
6 2080 1935 1915 1988<br />
7 2078 1935 1913 2007<br />
Abb. 3.18: Mesomere Grenzformen für die <strong>Komplexe</strong> 4-7<br />
Auch die<br />
1<br />
H- und<br />
13<br />
C-NMR-Daten belegen das Vorliegen entsprechender<br />
Amino(alkinyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>.<br />
3.3.2 Reaktion von Komplex 7 mit Dicobaltoctacarbonyl<br />
Die in Kapitel 3.3.1 beschriebenen IR-spektroskopischen Befunde deuten darauf hin,<br />
dass die Cα=Cβ-Bindung einen deutlich ausgeprägten Dreifachbindungscharakter<br />
aufweist, während derjenige der CγC≡C-Bindung verringert sein sollte. Im Folgenden<br />
sollte daher versucht werden, Aufschluß darüber zu erhalten, wie stark die Cα=Cβ-<br />
Bindungsordnung erhöht, bzw. die CγC≡C-Bindungsordnung erniedrigt ist. Als
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 47<br />
Schutzgruppe für C≡C-Bindungen ist das Dicobalthexacarbonyl-Fragment weit<br />
verbreitet, da es nach Abspaltung zweier Carbonylliganden aus Dicobaltoctacarbonyl an<br />
die beiden Kohlenstoffatome addiert. Am Beispiel des Ferrocenylethinylallenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>s sollte nun geklärt werden, ob [Co2(CO)6] noch an eine der<br />
Mehrfachbindungen addiert und, wenn ja, an welche.<br />
Schon das Dünnschichtchromatogramm einer THF-Lösung von Komplex 7, die mit<br />
einem Äquivalent Dicobaltoctacarbonyl versetzt wird, zeigt jedoch nach einigen<br />
Minuten Rühren die Bildung nur eines Produktes, das nach vollständiger Reaktion und<br />
Aufarbeitung als Komplex 8, das Produkt der Addition von Dicobalthexacarbonyl an<br />
die Alkin-C≡C-Bindung in Komplex 7, identifiziert werden kann.<br />
Abb. 3.19: Synthese von Komplex 8<br />
Diese Reaktivität von Komplex 7 zeigt den deutlich stärkeren<br />
Dreifachbindungscharakter der Cδ-Cε-Bindung im Gegensatz zur Cα-Cβ-Bindung. Es<br />
konnte kein entsprechendes Additionsprodukt von Dicobalthexacarbonyl an die<br />
Cumulenkette beobachtet werden. Dies mag neben elektronischen Faktoren auch<br />
sterische Gründe haben, da ein Angriff des Dicobaltoctacarbonyls an die Cumulenkette<br />
durch die Carbonylliganden gehindert sein dürfte. Der Komplex 8 ist stabiler als die<br />
Amino(alkinyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 4-7. Diese höhere Stabilität scheint aus der<br />
Abschirmung der Dreifachbindung durch die Dicobalthexacarbonyl-Schutzgruppe zu<br />
resultieren.<br />
Von dem Heteroatom-substituierten Allenyliden-Komplex A, der eine (weitere)<br />
Dreifachbindung enthält, ist ebenfalls bekannt, dass sich dieser mit<br />
Dicobaltoctacarbonyl [Co2(CO)8] zum heterotrinuklearen Komplex B umsetzen lässt [118]<br />
(Abb. 3.20).
48 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Abb. 3.20: Synthese von Komplex B<br />
In den beiden <strong>Komplexe</strong>n 7 und A konkurriert die C≡C(Fc)-Dreifachbindung mit der<br />
partiellen Dreifachbindungscharakter aufweisenden Cα=Cβ-Bindung der Cumulenkette.<br />
Die Additionsprodukte an die Cα-Cβ-Bindung dürften jedoch sehr instabil sein, was der<br />
unterbrochenen Wechselwirkung des elektronenziehenden Metall-<strong>Komplexe</strong>s mit den<br />
Donorgruppen an Cγ-Atom zugeschrieben wird [118] . Im Gegensatz zu 8 weist Komplex<br />
B jedoch eine deutlich geringere Stabilität bei Raumtemperatur und höhere Labilität an<br />
Luft auf.<br />
Für Komplex 8 können ähnliche Bandenlagen im IR-Spektrum wie für Komplex B<br />
beobachtet werden (vgl. Tabelle 3.5).<br />
Tabelle 3.5: Bandenlagen der <strong>Komplexe</strong> 8 und B in cm -1 in THF<br />
Komplex 8 B<br />
2098 2095<br />
ν(Co[CO])<br />
2064 2060<br />
2038 2033<br />
ν(CCC) 1987 2001<br />
- 2076<br />
ν(CO)<br />
1933 1930<br />
1911 1904<br />
3.3.3 Röntgenstrukturanalysen<br />
Von zwei der Alkinyl-substituierten Verbindungen (6 und 7) konnten aus einem<br />
Dichlormethan/n-Hexan-Gemisch Einkristalle erhalten werden, von denen eine<br />
Röntgenstrukturanalyse angefertigt werden konnte (Abb. 3.21 und Abb. 3.22). Auf deren<br />
Ergebnisse soll hier genauer eingegangen werden.
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 49<br />
O1<br />
C1<br />
O2 C2<br />
O3<br />
O5<br />
O4 C4<br />
C5<br />
Cr<br />
C17<br />
C6<br />
N1<br />
C7<br />
C4 O4<br />
C3<br />
O3<br />
C8<br />
C18<br />
C9<br />
C10<br />
C11<br />
C16<br />
C15<br />
C12<br />
C14<br />
C19<br />
C13<br />
Abb. 3.21: ORTEP der Struktur von Komplex 6 im Kristall<br />
C3<br />
C5<br />
O5<br />
Cr1<br />
C6<br />
C21<br />
C7<br />
C2 O2<br />
C1<br />
N1<br />
O1<br />
C8<br />
C22<br />
C9 C10<br />
C16<br />
C17<br />
C11<br />
C12<br />
Fe1<br />
Abb. 3.22: ORTEP der Struktur von Komplex 7 im Kristall<br />
N2<br />
C15<br />
C18<br />
C20<br />
C14<br />
C13<br />
C19
50 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Die beiden Strukturen der <strong>Komplexe</strong> 6 und 7 weisen einige Ähnlichkeiten auf: die<br />
Allenylidenliganden haben beide ein großes π-System, was durch die Planarität des<br />
gesamten Liganden belegt wird. Diese Ebene des Liganden steht in beiden Fällen<br />
gestaffelt zu den Ebenen der cis-Carbonylliganden (für 6: Ebene O2-Cr1-O4 zur Ebene<br />
N1-Cr1-N2-C8: 35,2° für 7: Ebene O1-Cr1-O3 zur Ebene N-Cr1-C13-C8: 46,3°). Dies<br />
ist vermutlich auf Kristallpackungseffekte zurückzuführen, da die Rotation des<br />
Pentacarbonylchrom-<strong>Komplexe</strong>s um die Cr-Cα-Bindung eine Barriere von nur wenigen<br />
kJ/mol hat und somit in Lösung freie Rotation vorliegt.<br />
Die Bindungslängenalternanz entlang der Kohlenstoff-Ketten kann in diesen<br />
<strong>Komplexe</strong>n direkt innerhalb ein und desselben Moleküls verglichen werden; dabei<br />
sollten Komplex 6 als Akzeptor-substituierter Komplex und 7 als Donor-substituierter<br />
Komplex Unterschiede zeigen. Der Komplex 1a wurde zum ersten Mal bereits 1997<br />
von G. Roth hergestellt [136] und ist spektroskopisch gut untersucht [78, 90, 110, 118] .<br />
Einkristalle, die für eine Röntgenstrukurbestimmung geeignet sind, konnten jedoch erst<br />
im Rahmen dieser Arbeit erhalten werden. Die Ergebnisse sollen hier zum Vergleich<br />
mit herangezogen werden.<br />
O5<br />
C5<br />
O2<br />
C2<br />
Cr1<br />
C3<br />
O3<br />
O1<br />
C1<br />
C4<br />
C6<br />
O4<br />
C7<br />
C8<br />
N1<br />
C9<br />
C10<br />
O6<br />
C11<br />
Abb. 3.23: ORTEP der Struktur vom Komplex 1a im Kristall
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 51<br />
Zum Vergleich soll hier auch die Struktur von V1 herangezogen werden, in dem ein<br />
Arylsubstituent direkt an Cγ gebunden ist (vgl. Abb. 3.24).<br />
Abb. 3.24: Struktur des Amino(aryl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s V1<br />
Tabelle 3.6: Bindungslängen der Cumulen- und Alkinylketten in den <strong>Komplexe</strong>n 1a, 6, 7 und V1<br />
1a 6 7 V1<br />
Abstände [Å]<br />
Cr−C6 2,014(2) 1,997(2) 2,009(2) 2,028(4)<br />
C6− C7 1,227(3) 1,238(3) 1,228(3) 1,242(6)<br />
C7−C8 1,394(3) 1,391(3) 1,399(3) 1,408(5)<br />
C8−C9 - 1,430(3) 1,425(3) 1,500(5)<br />
C9−C10 - 1,202(3) 1,201(3) -<br />
C10−C11 - 1,435(3) 1,419(3) -<br />
Es zeigt sich, dass die Alternanz in der Cumulenkette (Tabelle 3.6, oben) sich zwischen<br />
beiden <strong>Komplexe</strong>n nur geringfügig unterscheidet, wobei in Komplex 7 der Ferrocenyl-<br />
Substituent selbst noch über die Ethinylen-Brücke hinweg Donorwirkung entfaltet (der<br />
Cr-C6-Abstand ist dem in 1a ähnlich). Die näher an den unterschiedlichen<br />
Substituenten gelegene Alkinylkette zeigt hingegen nur in der Entfernung<br />
C10−C11 deutliche Unterschiede. Hier zeigt sich, dass die Substitution an C11 kaum<br />
Auswirkungen auf die Cumulenkette hat und damit der (Donor-)Effekt der<br />
Aminogruppe deutlich überwiegt.<br />
Der Unterschied im Cr-C6-Abstand zu V1 ist jedoch deutlich. Auch die<br />
Bindungslängen entlang der Cumulenkette sind in V1 jeweils länger, der Abstand von<br />
C8 zur Aminogruppe ist jedoch mit 1,333(5) Å nur geringfügig kürzer als in 6 und<br />
etwas länger als in 7, liegt jedoch für alle drei unter dem für C(sp 2 )-N(sp 2 ) Bindungen<br />
erwarteten Wert (1,355 Å) [140] . Dies zeigt, dass die Aminogruppe in allen drei<br />
<strong>Komplexe</strong>n eine ähnliche Donorwirkung ausübt.
52 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Tabelle 3.7: Bindungslängen in Å und Winkelsummen in ° an C8 und N1 in den <strong>Komplexe</strong>n 6, 7 und V1<br />
1a 6 7 V1<br />
Abstände [Å]<br />
Cr-C(trans) 1,870(2) 1,866(2) 1,877(2) 1,883(4)<br />
Ø Cr-C(cis) 1,902 1,904 1,904 1,912<br />
C8−N1 1,318(3) 1,334(3) 1,321(3) 1,333(5)<br />
Winkel-Σ [°]<br />
C8 359,9 360,0 360,0 360,0<br />
N1 359,9 359,9 359,4 359,9<br />
Der trans-Einfluss des Allenylidenliganden ist in allen vier <strong>Komplexe</strong>n ähnlich stark.<br />
Die Winkelsumme an C8 (dem Cγ-Atom der Cumulenkette) und dem Stickstoffatom ist<br />
in allen <strong>Komplexe</strong>n nahe bei 360° und zeigt damit die (Co-)Planarität der Substituenten<br />
mit der Cumulenkette.
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 53<br />
3.4 Zusammenfassung und Diskussion<br />
Es konnte gezeigt werden, dass kleine, harte Nukleophile wie Hydrid und Fluorid<br />
Komplex 1a am Cγ-Atom der Cumulenkette angreifen. Dieser Angriff führt zur<br />
Ausbildung des entsprechenden Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>s, der bei tiefen Temperaturen IRspektroskopisch<br />
beobachtet werden kann. Versuche, die Methoxygruppe mittels Lewis-<br />
Säuren oder anderen oxophilen Reagenzien abzuspalten, scheiterten jedoch.<br />
Abb. 3.25: Addition kleiner Nukleophile an Komplex 1a<br />
Dies zeigt, dass die Halogenide, die bessere π-Donorfähigkeit besitzen als Hydrid, aber<br />
auch als der Methoxy-Substituent, sich wohl aufgrund ihrer starken σ-Akzeptor-<br />
Eigenschaften nicht zur Substitution von Aminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n eignen. Hydrid<br />
hingegen kann erfolgreich an den Alkoxy(amino)allenyliden-Komplex 1a addiert<br />
werden, wird jedoch beim Erwärmen des Addukts wohl aufgrund seiner geringeren<br />
π-Donorfähigkeiten im Vergleich zum Methoxy-Substituenten bevorzugt wieder<br />
abgespalten.<br />
Der Angriff deprotonierter endständiger Alkine erfolgt ebenfalls am Cγ-Atom der<br />
Cumulenkette und führt nach Aufarbeitung über Kieselgel zu<br />
Alkinyl(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n. Durch Verwendung von Ethinylferrocen als
54 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition<br />
Alkin kann auf diesem Wege ein heterobimetallischer Komplex erzeugt werden, in dem<br />
die beiden Metalle an dasselbe π-System koordinieren.<br />
Abb. 3.26: Addition deprotonierter Alkine an Komplex 1a<br />
Dass die hierbei durch die Addition des Alkins an Komplex 1a entstehenden<br />
Alkinylmetallate nun bevorzugt den Methoxy-Substituenten abspalten, spricht<br />
wiederum dafür, dass das eingeführte Nukleophil eines gewissen π-Donorpotentials<br />
bedarf und das π-Donorpotential der Dimethylamino-Gruppierung alleine nicht genügt,<br />
um zu isolierbaren Aminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n zu führen.<br />
Die Addition von Dicobalthexacarbonyl an Komplex 7 und Bildung des<br />
Produktkomplexes 8 (vgl Abb. 3.27) belegt das hauptsächliche Vorliegen einer<br />
Dreifachbindung im Alkinyl-Substituenten und damit die starke Donorwirkung der<br />
Amino-Gruppe in Alkinyl(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n. Zusätzlich zeigt sich hier<br />
auch der stabilisierende Effekt sterisch anspruchsvoller Gruppen.
3 Derivatisierung durch nukleophile Addition 55<br />
Abb. 3.27: Addition von Dicobalthexacarbonyl an Komplex 7<br />
Im Vergleich mit anderen Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n von Metallen der Gruppe VI mit<br />
unterschiedlichen Heteroatom-Substitutionsmustern sind diejenigen mit einem Amino-<br />
Substituenten die stabilsten. Es lässt sich in etwa folgende Reihe zunehmender Stabilität<br />
für die mittlerweile bekannten Substitutionsmuster erstellen (bei der sterisch<br />
anspruchsvolle Reste am Heteroatom einen Stabilitätszuwachs und damit leichte<br />
Änderungen der Reihenfolge zur Folge haben können):<br />
N/F – N/H – N/Alkinyl – N/Alkyl – N/Aryl – N/O – N/N.
56 3 Derivatisierung durch nukleophile Addition
4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden? 57<br />
4. Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
Nachdem gezeigt werden konnte, dass die nukleophile Addition von anionischen C-<br />
Nukleophilen an Komplex 1a einen einfachen Weg zur Derivatisierung von<br />
Aminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n darstellt, sollte anschließend versucht werden, diese<br />
Syntheseroute zur Erzeugung von <strong>Komplexe</strong>n zu nutzen, die wiederum selbst als<br />
Liganden eingesetzt werden können. Dieses Konzept ist auch als Complex of<br />
complexes-Prinzip bekannt.<br />
Da sich die elektronischen Verhältnisse am entfernten Ende der Kohlenstoffkette auf die<br />
Lage der Cumulenschwingungsbande im IR-Spektrum der <strong>Komplexe</strong> auswirken, böte<br />
dies einen einfachen Weg, spektroskopisch die Koordination dieser <strong>Komplexe</strong> zu<br />
verfolgen. Aber auch die (sichtbare) Farbe ändert sich oft bei Koordination von<br />
Liganden, die ein π-System besitzen, an Metallatome.<br />
Abb. 4.1: Schematische Darstellung der Ziel-Strukturen<br />
Die angestrebten Ziel-Strukturen bieten zwei Anwendungsmöglichkeiten:<br />
Die Verwendung als Metall-Marker durch die Änderung der Farbe oder einer anderen,<br />
einfach nachweisbaren Eigenschaft bei Koordination eines zweiten Metallatoms,<br />
ähnlich der Farbänderung der grünen Lösung des <strong>Komplexe</strong>s A bei der Aminolyse mit<br />
Glycinestern zu einer roten Lösung des <strong>Komplexe</strong>s B (vgl. Abb. 4.2). Eventuell wäre<br />
sogar die Unterscheidung verschiedener Metalle durch individuelle Änderung<br />
ebendieser Eigenschaften denkbar.
58 4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
Abb. 4.2: Farbänderung bei der Aminolyse von Komplex A mit Glycinester<br />
Die genauere Untersuchung des Ausmaßes der elektronischen Kommunikation<br />
zwischen den beiden Metallzentren und die Eignung des verbrückenden Liganden für<br />
eine solche. Ein Beispiel hierfür sind die bereits erwähnten heterodinuklearen<br />
<strong>Komplexe</strong>, die von N. Szesni in unserer Gruppe dargestellt wurden (Abb. 4.3).<br />
Abb. 4.3: Heterodinukleare <strong>Komplexe</strong> mit verbrückenden Allenylidenliganden
4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden? 59<br />
4.1 Vorversuche zur Addition von chelatisierenden<br />
Liganden<br />
4.1.1 Verwendung von Komplex 6<br />
Zunächst wurde versucht, die Cyanogruppe in Komplex 6 als mögliche<br />
Koordinationsstelle für weitere Metalle zu nutzen. Hierfür wurde eine kleine Menge des<br />
<strong>Komplexe</strong>s in Tetrahydrofuran gelöst und mit einer äquimolaren Menge verschiedener<br />
Metall-<strong>Komplexe</strong> versetzt (vgl. Abb. 4.4).<br />
Leider zeigte sich bei keinem der Koordinationsversuche eine nennenswerte Änderung<br />
der IR-Banden des <strong>Komplexe</strong>s. Auch dünnschichtchromatographisch konnte keine<br />
Reaktion mit einem der verwendeten <strong>Komplexe</strong> nachgewiesen werden.<br />
Abb. 4.4: Versuchte Verwendung von Komplex 6 als Ligand<br />
Ein Wechsel des Lösungsmittels von THF zu Methanol, um die Löslichkeit der<br />
verwendeten Salze zu erhöhen, führte nicht zur gewünschten Koordination. Vermutlich<br />
liegt dies an dem elektronenziehenden Substituenten in para-Stellung zur Cyano-<br />
Gruppierung, der eine weitere Koordination verhindert.
60 4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
4.1.2 α,ω-Diphosphino-substituierte Alkane<br />
Um Allenylidenliganden zu erzeugen, in denen das für die Koordination an ein weiteres<br />
Metallatom benötigte Elektronenpaar möglichst nicht in das π-System der<br />
Cumulenkette eingebunden ist, schien es sinnvoll, Phosphino-Substituenten in der<br />
Allenylidenkette einzuführen. Die angestrebten Zielstrukturen hätten den Vorteil, dass<br />
sie weitere Derivatisierungsmöglichkeiten durch die Substituenten am Phosphoratom<br />
böten und so z. B. wasserlöslich gemacht werden könnten. α,ω-Diphosphino-Liganden<br />
werden vielfach als chelatisierende Liganden eingesetzt (vgl. Kap. 6.1, S. 121ff.),<br />
wodurch sie gegenüber Komplex 6 als Monodentatliganden durch den Chelat-Effekt der<br />
Diphosphino-Substituenten einen weiteren Antrieb zur Koordination eines zweiten<br />
Metallatoms hätten. Des Weiteren sind sie in α-Stellung zum Phosphoratom acide.<br />
Deshalb wurde versucht, lithiierte Diphosphinoalkane mit unterschiedlicher<br />
Brückenlänge (und damit unterschiedlichem Chelat-Winkel) durch nukleophile<br />
Addition in Komplex 1a einzuführen (vgl. Abb. 4.5).<br />
Abb. 4.5: Versuchte Umsetzung mit Diphosphinoalkanen<br />
Alle Versuche unter Verwendung von dppm (n =0), dppe (n = 1) und dppb (n = 3)<br />
führten jedoch zu kaum löslichen Präzipitaten, die im IR-Spektrum nur<br />
Chromhexacarbonyl als Zerfallsprodukt des Eduktkomplexes erkennen ließen.
4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden? 61<br />
4.1.3 Bis(N,N-dimethylpyrazol)- und bis(N-methylimidazol)-<br />
substituierte Ketone als Ausgangsverbindungen<br />
Eine Alternative zur Umsetzung mit lithiierten Diphosphinoalkanen, die zu kaum<br />
löslichen Produkten führte, musste also gefunden werden. Hier bot sich die<br />
Verwendung von Stickstoff- anstelle von Phosphorliganden an, da diese immer noch die<br />
Einführung chelatisierender terminaler Substituenten bietet. Die Koordinationschemie<br />
von N,N-Liganden wie etwa Bis(N,N-dimethylpyrazolyl)- und Bis(N-methylimidazolyl)methanen<br />
ist gut untersucht [141] ; wodurch sich auch diese Verbindungsklasse<br />
zur Bildung von entsprechenden Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n anbot. Deshalb wurde der<br />
Versuch unternommen, ausgehend von diesen über die Propargylalkohol-Route [74-76]<br />
(vgl. Kapitel 1.5.2.2) zu den entsprechenden Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n zu gelangen.<br />
Jedoch ließen sich keine Propargylalkohole aus den entsprechend disubstituierten<br />
Ketonen herstellen, da sie beim Entschützen des Alkins zerfielen.<br />
Abb. 4.6: Geplanter Syntheseweg für bis-N-heterocyclische Propargylalkohole
62 4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
4.2 Verwendung von Bis(2-pyridyl)propargylalkohol<br />
Eine weitere Möglichkeit, Bis(aryl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> herzustellen, wurde 2006 von<br />
C.-Y. Wong et al. für Rutheniumallenyliden-<strong>Komplexe</strong> gezeigt. Durch Verwendung des<br />
entsprechenden Propargylalkohols gelangten diese zu einem Bis(2-pyridyl)allenyliden-<br />
Komplex [142] . Diesen konnten sie erfolgreich als chelatisierenden Liganden einsetzen.<br />
N N<br />
Cl Ru C C C<br />
N N<br />
Abb. 4.7: Ein chelatisierender Bis(2-pyridyl)allenyliden-Komplex<br />
Der Propargylalkohol war im Rahmen dieser Arbeit über die Addition von lithiiertem<br />
Trimethylsilylacetylen an 2,2’-Dipyridylketon und anschließendes Entschützen mit<br />
Kaliumfluorid in Methanol zugänglich (Abb. 4.8).<br />
Abb. 4.8: Darstellung des 2,2’-Dipyridyl-substituierten Propargylalkohols 10<br />
Verbindung 9 kristallisierte in weißen Plättchen, an denen eine Röntgenstrukturanalyse<br />
durchgeführt werden konnte (vgl. Abb. 4.9). Die Bindungslängen entlang der Alkin-<br />
Kohlenstoffkette zeigen die für Alkine erwartete Bindungslängenalternanz (vgl. Tabelle<br />
4.1). Die Winkel am Cγ-Atom sind alle sehr nahe am idealen Tetraederwinkel τ<br />
(vgl. Tabelle 4.1); die Lage der Stickstoffatome ließ sich auch hier bestimmen<br />
(vgl. <strong>Komplexe</strong> 11, S. 69).<br />
N<br />
N
4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden? 63<br />
Alle Bindungslängen sind denen der Vergleichsstruktur V2 [143] ähnlich. In dieser liegt<br />
zwar ein 4-Pyridylsubstituent vor, er hat aber ähnliche elektronische Auswirkungen auf<br />
die Verbindung (vgl. Abb. 4.10 und Tabelle 4.1).<br />
C18<br />
C11<br />
C10<br />
N2<br />
C9<br />
C17<br />
C12<br />
C16<br />
C13<br />
N1<br />
O1 C8 C7<br />
C14<br />
C6<br />
C15<br />
Si1<br />
Abb. 4.9: ORTEP der Struktur von Verbindung 9 im Kristall<br />
C2<br />
C3<br />
C1<br />
Abb. 4.10: Vergleichsstruktur V2
64 4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
Tabelle 4.1: Bindungslängen in Verbindung 9 und V2<br />
9 V2<br />
Abstände [Å]<br />
Si(1)-C(6) 1,860 (12) 1,846<br />
C(6)-C(7) 1,198 (2) 1,204<br />
C(7)-C(8) 1,478 (2) 1,486<br />
C(8)-C(9) 1,541 (2)<br />
C(8)-C(14) 1,539 (2)<br />
1,535<br />
C(8)-O(1) 1,418 (2) 1,414<br />
Winkel [°]<br />
C9 C8 O1 109,76 (12)<br />
C14 C8 O1 109,72 (12)<br />
108,28<br />
C14 C8 C7 110,36 (12) 109,53<br />
C7 C8 O1 108,35 (12) 110,03<br />
Die Pyridylsubstituenten am Cγ-Atom sind hier wesentlich stärker elektronenziehend als<br />
etwa Phenylsubstituenten, während die von C.-Y. Wong et al. verwendeten<br />
(Tetramethyltetraazacyclohexadecan)ruthenium-Zentren wesentlich elektronenreicher<br />
als Pentacarbonylmetall-<strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppe VI sind. Deshalb wurde<br />
versucht, dies durch die Verwendung des elektronenreicheren<br />
Tetracarbonyl(trimethylphosphan)wolfram-<strong>Komplexe</strong>s in einer Synthese, die bei<br />
S. Hagmayer [144] und M. Drexler [145] für Bis(aryl)vinyliden- bzw. -allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong> zum Erfolg führte, zu kompensieren (vgl. Abb. 4.9).
4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden? 65<br />
Abb. 4.11: Geplanter Syntheseweg zu Bis(2-pyridyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Bei der sich an die Addition von Phosgen anschließenden Filtration über Kieselgel bei<br />
-40 °C konnte auch kurzzeitig eine Blaufärbung der Lösung beobachtet werden, wie sie<br />
für den angestrebten Komplex erwartet würde. Die Lösung entfärbte sich jedoch direkt<br />
nach der Filtration wieder, so dass es nicht einmal möglich war, ein IR-Spektrum der<br />
entstandenen Verbindung zu erhalten. Vermutlich genügt die Elektronendichte des<br />
verwendeten Metall-<strong>Komplexe</strong>s nicht, um die elektronenziehende Wirkung der beiden<br />
Pyridylsubstituenten zu kompensieren. Der 2-Pyridylsubstituent ist mit einer Hammett-<br />
Konstante von σp = 0,33 noch deutlich elektronenziehender als ein Phenyl-Substituent<br />
(Hammett-Konstante σp = 0,05) [146] . Damit scheint der angestrebte Komplex auch<br />
wenig geeignet, als Ligand für ein zweites Metallatom zu dienen, da diese Koordination<br />
an die Pyridinsubstituenten noch mehr Elektronendichte aus der Cumulenkette abziehen<br />
und so den Komplex weiter destabilisieren würde.
66 4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
4.3 Verwendung von 2-Pyridylamidin<br />
Da Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>, die Pyridyl-Substituenten tragen, sich als nicht stabil<br />
erwiesen hatten, galt es, ein anderes Motiv zu finden, das möglichst zwei<br />
Stickstoffatome aufweist und eine chelatisierende Koordination ermöglicht.<br />
Gleichzeitig sollte der entstehende Allenyliden-Komplex stabil genug sein, um die<br />
Koordination an ein weiteres Metall zu ermöglichen.<br />
Amino(imino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>, die durch Addition von Amidinen an<br />
Alkoxy(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> erhalten werden können, sind als stabil<br />
bekannt [95] . Durch Verwendung von 2-Pyridylamidin sollte ein Komplex entstehen, der<br />
ein en-Motiv im Substituenten aufweist. Der en-Ligand koordiniert an eine große<br />
Bandbreite von Metallen, so dass hier beste Voraussetzungen gegeben sein sollten, den<br />
entstehenden Komplex wiederum als Liganden einsetzen zu können.<br />
Nach der von N. Szesni et al. entwickelten Methode [95, 112] wurde Pyridylamidin-<br />
Hydrochlorid in THF mit einem Äquivalent Natronlauge umgesetzt und nach kurzem<br />
Rühren wurde Komplex 1a, bzw. b zugegeben (vgl. Abb. 4.12). Nach Umkristallisation<br />
wurden rote Kristalle der <strong>Komplexe</strong> 11a bzw. 11b in quantitativer Ausbeute erhalten.<br />
Abb. 4.12: Darstellung der <strong>Komplexe</strong> 11<br />
Die IR-Spektren der <strong>Komplexe</strong> 11a und 11b zeigen die von anderen<br />
Bisaminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n bekannte, im Vergleich zu den <strong>Komplexe</strong>n 1a und 1b<br />
nur leicht verschobene Cumulenschwingungsbande bei 2006 (11a) bzw.<br />
2010 (11b) cm -1 .
4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden? 67<br />
Der von M. Drexler synthetisierte, Benzamidin-substituierte Komplex zeigte bereits,<br />
dass der aromatische Ring mit dem π-System der Cumulenkette coplanar ist. Da für die<br />
Stellung des Pyridylsubstituenten in den <strong>Komplexe</strong>n 11a und 11b dasselbe<br />
angenommen werden kann, blieb die Frage zu klären, ob das Stickstoffatom des<br />
Pyridinringes syn oder anti zur Iminogruppe des Amidino-Elementes steht sowie ob die<br />
Aminogruppe eine Z- oder E-Konformation bevorzugt (Abb. 4.19).<br />
(CO) 5M<br />
(CO) 5M<br />
syn-Z syn-E<br />
H 2N<br />
anti-Z<br />
H 2N<br />
C<br />
C C C<br />
N<br />
C<br />
C C C<br />
N<br />
N<br />
N<br />
NMe 2<br />
NMe 2<br />
(CO) 5M<br />
(CO) 5M<br />
C C C<br />
anti-E<br />
C C C<br />
N<br />
N C<br />
NMe 2<br />
N C<br />
NMe 2<br />
NH 2<br />
NH 2<br />
Abb. 4.13: Die vier denkbaren Konformere für die <strong>Komplexe</strong> 11<br />
Aus sterischen Gründen sollte hierbei eine Z-Stellung des Amidinorestes zum<br />
Metallfragment hin günstiger (Abb. 4.13, links) sein. Um diese Annahme (vor allem die<br />
Stellung des Pyridin-Stickstoffatoms) zu überprüfen, wurden detaillierte NMR-<br />
Untersuchungen und DFT-Rechnungen unternommen:<br />
Ein 1 H-ROESY-NMR-Spektrum von Komplex 11a weist kein Kreuzsignal für die<br />
Raumkopplung des ortho-Protons mit einem der Amino-Protonen auf, das für die<br />
beiden syn-Stellungen (Abb. 4.13, oben) erwartet würde (vgl. Abb. 4.14). Damit zeigt<br />
sich, dass die Rotation um die C-C-Bindung selbst in Lösung bei Raumtemperatur stark<br />
gehindert ist und die beiden anti-Stellungen in Abb. 4.13 stark bevorzugt sind.<br />
N
68 4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
Auch DFT-Rechnungen zur Rotation des Ringes um diese Achse in der Z-<br />
Konformation (Abb. 4.15) zeigen, dass das anti-Z-Konformer das energetische<br />
Minimum darstellt und etwa 43 kJ/mol günstiger als das syn-Z-Konformer ist.<br />
Abb. 4.14: Die beiden möglichen planaren Z-Konfigurationen<br />
und 1 H-ROESY-NMR-Kopplung (Pfeil) für das syn-Z-Konformer (rechts)<br />
All dies spricht für das überwiegende Vorliegen der <strong>Komplexe</strong> 11a und 11b in Lösung<br />
in der anti-Z-Konformation.<br />
dE in kJ/mol<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
-180 -130 -80 -30 20 70 120 170<br />
Diederwinkel<br />
Abb. 4.15: Rotationsbarriere für die Drehung um die CAmidin-CPyridyl-Bindung
4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden? 69<br />
Sowohl von 11a als auch 11b konnten für eine Röntgenstrukturanalyse geeignete<br />
Kristalle erhalten werden, die eine ausreichende Qualität aufwiesen, um die Position des<br />
Stickstoffatoms im Pyridinring eindeutig zu bestimmen (Abb. 4.16 und Abb. 4.17). Dies<br />
ist nicht immer möglich, da sich die Elektronenhüllen von Kohlenstoff und Stickstoff<br />
bei einer Gesamtektronenzahl von 6 (C), bzw. 7 (N) um nur ein Elektron unterscheiden.<br />
O5<br />
C5<br />
O4<br />
C4<br />
O3<br />
C3<br />
Cr<br />
C1<br />
C2<br />
O1<br />
O2<br />
C6<br />
N3<br />
C7<br />
C16 C15<br />
N4<br />
C14<br />
C12<br />
C8<br />
C9<br />
C11<br />
N2<br />
N1<br />
C13<br />
C10<br />
Abb. 4.16: ORTEP der Struktur von Komplex 11a im Kristall<br />
O5<br />
C5<br />
O1<br />
C1<br />
W1<br />
O2<br />
C2<br />
O4<br />
C4<br />
C3<br />
O3<br />
C6 C7<br />
N3<br />
C8<br />
N1<br />
C11<br />
N4<br />
N2<br />
C16<br />
C10<br />
C12<br />
C13<br />
Abb. 4.17: ORTEP der Struktur von Komplex 11b im Kristall<br />
C9<br />
C14<br />
C15
70 4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
Das (Pentacarbonyl)metall-Fragment steht in beiden Fällen gestaffelt zu den<br />
Substituenten an Cγ. Alle Atome der Kette und der Substituenten liegen in einer Ebene.<br />
Das π-System der Cumulenkette erstreckt sich somit bis in den Pyridinring. Dies zeigt,<br />
dass die Aminogruppe des Pyridylamidylsubstituenten ausreichend Platz hat, um die<br />
Z-Konformation einzunehmen, die von anderen Bis(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
bekannt ist [94, 95] , und sterisch günstiger scheint als die<br />
E-Konformation. In dieser würden sich die Aminogruppe (N3) und C(10)H3-Gruppe<br />
stark behindern.<br />
Der M-CO(trans)-Abstand ist mit 1,872(3) Å (M = Cr), bzw. 2,002(15) Å (M = W)<br />
deutlich kürzer als der Mittelwert der M-CO(cis)-Abstände (M = Cr: 1,904;<br />
M = W: 2,0425 Å). Dies deutet auf einen ausgeprägten trans-Einfluss des<br />
Allenylidenliganden hin.<br />
Abb. 4.18: Mesomere Grenzformen für die Cumulenkette in den <strong>Komplexe</strong>n 11a und 11b<br />
Wie ebenfalls von anderen Bis(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n [94, 95] her bekannt, zeigt<br />
die Cumulenkette in den <strong>Komplexe</strong>n 11a und 11b deutliche Bindungslängenalternanz<br />
mit 2,030(3) Å (Cr−Cα), 1,222(6) Å (Cα−Cβ) und 1,425(2) (Cβ−Cγ) Å für 11a und<br />
2,122(16) Å (W−Cα), 1,23(2) Å (Cα−Cβ) und 1,41(2) (Cβ−Cγ) Å. Auch die geringe<br />
Neigung der Cumulenkette (Cr-C6-C8 < 5° für beide <strong>Komplexe</strong>) erinnert stark an einen<br />
Alkinyl-Komplex. Zusammen mit dem kurzen C8-N1-Abstand von 1,333(5), bzw.<br />
1,331(19) Å, der vor allem für 11a unter dem für C(sp 2 )-N(sp 2 ) Bindungen erwarteten
4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden? 71<br />
Wert (1,355 Å) [140] liegt, belegt dies die starke Donorwirkung des Dimethylamino-<br />
Substituenten und damit die Wichtigkeit der mesomeren<br />
Grenzstruktur II (Abb. 4.18).<br />
4.4 Koordinationsversuche<br />
Von T. Rünzi durchgeführte Versuche, die <strong>Komplexe</strong> 11a und 11b wiederum als<br />
Liganden für weitere Metall-<strong>Komplexe</strong> einzusetzen, scheiterten. Es konnte – anstelle<br />
einer Koordination des zweiten Metallatoms – lediglich die Cyclisierung der<br />
Allenylidenliganden der <strong>Komplexe</strong> zu den entsprechenden Carbenliganden beobachtet<br />
werden [147, 148] . Diese konnte bereits bei Säurezugabe zu den analogen<br />
Benzamidino(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n beobachtet werden [94, 95] vermutlich von nicht gänzlich wasserfreien Lösungsmitteln.<br />
und rührt<br />
Abb. 4.19: Cyclisierung der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 11a und 11b<br />
Diese Cyclisierungsreaktion scheint schneller zu sein als eine Koordination, da diese<br />
durch die zu erwartende Verzerrung der Komplexgeometrie den Ringschluß zumindest<br />
erheblich erschweren dürfte. Das bedeutet natürlich auch, dass die <strong>Komplexe</strong> nicht für<br />
den Einsatz in wasserhaltigen Lösungsmitteln geeignet sind und sich somit wohl keine<br />
Metallionen durch diese Pyridylamidinoallenyliden-Brücke koordinieren lassen.
72 4 Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Komplexliganden?<br />
4.5 Zusammenfassung<br />
Die in diesem Kapitel beschriebenen Ansätze zur Synthese von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
mit koordinierenden oder gar chelatisierenden Endgruppen, die über das π-System der<br />
Cumulenkette mit dem an das Cα-Atom koordinierende Metall verbunden sind,<br />
erwiesen sich als nicht zielführend.<br />
Die Einführung von Diphosphino-substituierten Alkanen gelang über nukleophile<br />
Addition an Komplex 1a nach vorheriger Deprotonierung analog Kap. 3, S. 31 ff. nicht.<br />
Der Einsatz fünfgliedriger, N-heterocyclischer Systeme zur Synthese der<br />
entsprechenden Propargylalkohole führte nicht zum gewünschten Erfolg.<br />
Auch die Synthese von Bis(2-pyridyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n gelang trotz der<br />
Verwendung des elektronenreichen Tetracarbonyl(trimethylphosphan)wolfram-<br />
<strong>Komplexe</strong>s nicht. Durch Verwendung von 2-Pyridylamidin gelang schließlich die<br />
Synthese der <strong>Komplexe</strong> 11a und 11b, in denen ein en-Motiv vorlag.<br />
Deren Verwendung als Liganden wurde jedoch dadurch verhindert, dass eine<br />
Cyclisierung zu Carben-<strong>Komplexe</strong>n (Abb. 4.20) als Konkurrenzreaktion schneller<br />
abläuft als eine eventuelle Koordination an ein weiteres Metallatom [147] .<br />
Abb. 4.20: Cyclisierung der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 11a und 11b
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 73<br />
5. Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong><br />
Um trotz der im vorangegangenen Kapitel beschriebenen Schwierigkeiten zu<br />
dimetallischen <strong>Komplexe</strong>n zu gelangen, könnte man zwei bereits an ein Metall<br />
koordinierte Komponenten miteinander verknüpfen. Als zweite Komponente neben den<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n scheint die Verwendung metallkoordinierter Aromaten hierbei<br />
als aussichtsreich, da hiervon eine breite Vielfalt existiert und diese gut untersucht sind.<br />
Abb. 5.21: Schema der Verknüpfung zweier Metall-koordinierter Komponenten<br />
Ferrocen-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>, wie die bereits in der Einleitung<br />
erwähnten (vgl. Abb. 5.1), sollten darüber hinaus dafür geeignet sein, die elektronische<br />
Kommunikation zwischen den beiden Metallzentren mithilfe IR-, NMRspektroskopischer<br />
sowie spektro-elektrochemischer Methoden zu untersuchen. Bei<br />
Oxidation des Eisen-Zentrums wäre die Veränderung der IR-Spektren, deren Gestalt ja<br />
von den elektronischen Verhältnissen am Chrom-Zentrum, bzw. der direkt daran<br />
koordinierten Cumulenkette abhängt, ein Sensor für die Art und das Ausmaß der<br />
elektronischen Kommunikation zwischen den beiden Metallzentren.<br />
Et<br />
(CO) 5M=C=C=C<br />
N<br />
C C<br />
C C<br />
Abb. 5.1: Ferrocen-substituierte, lineare Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> (n = 0, 1, 2)<br />
Durch Untersuchungen von N. Szesni in unserer Gruppe an solchen <strong>Komplexe</strong>n konnte<br />
eine starke Veränderung der Spektren bei reversibler Oxidation gezeigt werden [118] .<br />
n<br />
Fe
74 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Fände diese reversible Oxidation am Eisen-Zentrum der Ferroceneinheit statt, wäre dies<br />
der Beleg für eine starke elektronische Kommunikation entlang der linearen π-Spacer.<br />
Es konnte jedoch nicht eindeutig geklärt werden, ob die erste Oxidation am Ferrocenoder<br />
am (CO)5Cr-Ende des <strong>Komplexe</strong>s erfolgt.<br />
Erfahrungen zur Oxidation an Pentacarbonylcarben- und Tetracarbonylcarbin-<br />
<strong>Komplexe</strong>n, die bei diesen <strong>Komplexe</strong>n jedoch im Allgemeinen irreversibel verläuft,<br />
sprachen für eine solche Oxidation des Eisens [149] . Nichtsdestotrotz kann eine reversible<br />
Oxidation am Chromatom der <strong>Komplexe</strong>, an dem ein Teil des HOMOs lokalisiert ist,<br />
nicht gänzlich ausgeschlossen werden.<br />
Um hier weitere Erkenntnisse zu erhalten, sollte untersucht werden, ob die Oxidation<br />
von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n, in denen die Ferrocen-Einheit näher an den<br />
Cumulenliganden gebunden ist, zu ähnlichen Ergebnissen führt. Deshalb wurden Wege<br />
zur Erzeugung von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n, in denen die Ferrocen-Einheit direkt mit<br />
dem Allenyliden-Liganden verknüpft ist, gesucht.<br />
5.1 Denkbare Wege zu Ferrocenyl-substituierten<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Erste Arbeiten von S. Oswald in unserer Arbeitsgruppe zeigten bereits, dass ausgehend<br />
von 1,1’-Bis-(ferrocenyl)prop-2-in-1-ol (das aus dem entsprechenden Keton erhalten<br />
wird) Bis(ferrocenyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> synthetisiert werden können [150] :<br />
HC<br />
C<br />
C<br />
Fc<br />
OH<br />
Fc<br />
1) n-BuLi<br />
2) [(CO) 5M(THF)]<br />
3) Cl2C=O M=Cr,Mo,W<br />
(CO) 5M<br />
C C C<br />
Abb. 5.2: Synthese von Bis(ferrocenyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
19<br />
Fc<br />
Fc
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 75<br />
Für Mono(ferrocenyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> scheinen nun zwei Wege vielversprechend<br />
zu sein:<br />
a) Die Route nach E. O. Fischer et al. (vgl. Kapitel 1.5.2, S. 11 und Abb. 5.5) [36, 151] .<br />
Hierbei wird zunächst ein Alkoxy(ferrocenylethinyl)carben-Komplex durch Addition<br />
von lithiiertem Ethinylferrocen an ein Metallhexacarbonyl und anschließende<br />
Alkylierung des resultierenden Acylmetallats gebildet (a1, Abb. 5.3). Danach wird<br />
durch Addition eines sekundären Amins der entsprechende 1-Alkoxy-3-amino-carben-<br />
Komplex (a2, Abb. 5.3) erhalten, aus dem schließlich durch formale Alkoholabspaltung<br />
mit Hilfe einer geeigneten Lewis-Säure wie beispielsweise BX3 aus dem 1-Alkoxy-3-<br />
aminoalkenylcarben-Komplex der entsprechende Allenyliden-Komplex (a3, Abb. 5.3)<br />
gebildet wird.<br />
Abb. 5.3: Einzelne Schritte zur Synthese von<br />
Amino(ferrocenyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n nach Weg a<br />
Vorteile dieser Methode wären die Isolierbarkeit und zu erwartende gute<br />
Handhabbarkeit der einzelnen Zwischenstufen. Die Alkoxy(ferrocenylethinyl)carben-<br />
<strong>Komplexe</strong> stellen literaturbekannte Ausgangsverbindungen dar [152] und auch die<br />
Addition von Dimethylamin an Alkinyl(alkoxy)carben-<strong>Komplexe</strong> ist bekannt und gut<br />
untersucht [153, 154] .
76 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
b) Die Substitutionsroute: Durch nukleophile Addition von Lithiumferrocenyl an einen<br />
Amino(alkoxy)allenyliden-Komplex sollte ein Alkinylmetallat gebildet werden, aus<br />
dem nach formaler Alkoholeliminierung ein Amino(ferrocenyl)allenyliden-Komplex<br />
entstehen sollte (vgl. Abb. 5.4). Vorteil dieser Methode wäre einerseits die mögliche<br />
Erweiterung auf andere leicht lithiierbare Arylmetall-<strong>Komplexe</strong> wie Cymantren,<br />
[(CO)3MnC5H5], oder Benzol(tricarbonyl)chrom, [(CO)3CrC6H6]. Des Weiteren handelt<br />
es sich um einen einstufigen Weg, der – ausgehend von dem bekannten Komplex 1 –<br />
prinzipiell einen im Rahmen dieser Arbeit bereits näher untersuchten Verlauf nehmen<br />
sollte. Hier sind weniger Nebenreaktionen und bessere Ausbeuten zu erwarten als für<br />
den dreistufigen Weg a (vgl. Abb. 5.3).<br />
Abb. 5.4: Synthese von Amino(ferrocenyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n nach Weg b<br />
Der wesentliche Unterschied der beiden Wege ist der Zeitpunkt, zu dem auf dem<br />
Syntheseweg die Ferrocen-Einheit eingeführt wird und über welches Ferrocen-haltige<br />
Intermediat dies vonstatten geht (vgl. Abb. 5.5).<br />
(CO) 5M C<br />
Weg a<br />
-HOR<br />
H<br />
OR<br />
C C<br />
NMe 2<br />
Fc<br />
(CO) 5M C C C<br />
(CO) 5M C C C<br />
NMe 2<br />
Fc<br />
Abb. 5.5: Vergleich der beiden möglichen Wege zu<br />
Amino(ferrocenyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Weg b<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
+[LiFc]<br />
-LiOMe
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 77<br />
5.2 Präparative und spektroskopische Ergebnisse<br />
5.2.1 Weg a<br />
Beim Versetzen einer Lösung von mit n-BuLi deprotoniertem Ethinylferrocen in THF<br />
bei -80 °C mit einem Äquivalent Chrom- bzw. Wolframexacarbonyl erfolgte unter<br />
rascher Addition des Alkinyl-Anions an ein Kohlenstoffatom eines der<br />
Carbonylliganden die Bildung eines Acylmetallats, das nach Entfernen des<br />
Lösungsmittels und erneutem Lösen in Dichlormethan mit einem Äquivalent<br />
Meerweinsalz ([Me3O][BF4], bzw. [Et3O][BF4]) bei 0 °C alkyliert werden konnte (vgl.<br />
Kapitel 1.5.2, S. 11). Die chromatographische Aufarbeitung lieferte die <strong>Komplexe</strong><br />
13a,b und 14a,b als tiefrote bis violette Pulver (vgl. Abb. 5.6).<br />
Die Verwendung verschiedener Trialkyloxonium-Salze ([Me3O][BF4], bzw.<br />
[Et3O][BF4]) zeigte weder in den Ausbeuten noch den spektroskopischen Eigenschaften<br />
des resultierenden Carben-<strong>Komplexe</strong>s besondere Unterschiede.<br />
Abb. 5.6: Synthese der <strong>Komplexe</strong> 13a,b und 14a,b<br />
Für die anschließende Addition des Dimethylamins wurden die <strong>Komplexe</strong> in THF<br />
gelöst und die Lösung auf 0 °C gekühlt. Unter Rühren wurde ein Äquivalent einer<br />
40%-igen Lösung von Dimethylamin in Wasser langsam zugetropft. Hierbei hellte sich<br />
die Lösung etwas auf. Der Verlauf der Reaktion konnte dünnschichtchromatographisch<br />
verfolgt werden. Nach Ende der Reaktion und chromatographischer Reinigung der<br />
Produkte wurden die <strong>Komplexe</strong> 15a,b und 16a,b als orangerote Pulver erhalten. Hierbei<br />
konnte bei der Umsetzung des <strong>Komplexe</strong>s 13a ein weiteres Produkt als rotes Pulver<br />
isoliert werden, das sich als das Produkt der Aminolyse 17 herausstellte (vgl. Abb.<br />
5.7) [154] .
78 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Für die Reaktion von sekundären Aminen mit Alkinyl(alkoxy)carben-<strong>Komplexe</strong>n ist<br />
bekannt, dass diese bei Raumtemperatur fast ausschließlich am Alkinyl-Substituenten<br />
erfolgt. Bei tiefen Temperaturen erhält man hingegen das Produkt der Aminolyse des<br />
Alkoxysubstituenten als Hauptprodukt, wobei allerdings selbst bei -80 °C noch geringe<br />
Mengen des Cγ-Additionsproduktes entstehen.<br />
Abb. 5.7: Produkte der Addition von Dimethylamin an den Alkinyl-Substituenten<br />
(oben, 15, 16) und der Aminolyse (unten, 17) der <strong>Komplexe</strong> 13 und 14<br />
Mit Hilfe eines leichten Überschusses (ca. 1,2 Äquivalente) verschiedener Lewis-Basen<br />
wurde nun versucht, durch Alkoholeliminierung aus den erhaltenen<br />
Alkoxy(aminoalkenyl)carben-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Komplex zu gelangen.<br />
zum gewünschten Ferrocenallenyliden-
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 79<br />
Abb. 5.8: Geplante Darstellung der <strong>Komplexe</strong> 18<br />
durch Alkoholeliminierung aus den <strong>Komplexe</strong>n 15 und 16<br />
Mit Bortrifluorid-Etherat konnte keine Reaktion beobachtet werden, mit Bortrichlorid<br />
konnte hingegen der gewünschte Chromallenyliden-Komplex in guter Ausbeute<br />
erhalten und erfolgreich säulenchromatographisch gereinigt werden. Bei den analogen<br />
Wolframkomplexen scheiterten alle Versuche, die Alkoxygruppe abzuspalten. Weder<br />
mit Bortrichlorid noch mit Bortribromid konnte bei Raumtemperatur oder bei tieferen<br />
Temperaturen eine Alkoholeliminierung induziert werden. Dies liegt vermutlich daran,<br />
dass hier die Aktivierungsbarriere für die Abspaltung der Alkoxygruppe deutlich höher<br />
liegt als für die analogen Chromkomplexe.<br />
Abb. 5.9: Ergebnisse der Alkoholeliminierung aus den <strong>Komplexe</strong>n 15 und 16
80 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
5.2.2 Addition von Ferrocenyllithium (Weg b)<br />
Beim zweiten Weg (Weg b in Abb. 5.5, S. 76), der Einführung der Ferrocenyl-Einheit<br />
über den nukleophilen Angriff von Ferrocenyllithium an Komplex 1a und der<br />
anschließenden Abspaltung des Methoxyrestes durch Filtration über Kieselgel, erwies<br />
sich die genaue Dosierung des Ferrocenyllithiums als schwierig, da dieses bei Lagerung<br />
bereits nach wenigen Minuten zu zerfallen begann.<br />
Bei Zugabe eines leichten Überschusses an Ferrocenyllithium (ca. 1,5 Äquivalente) zu<br />
einer Lösung von Komplex 1a in THF bei -80 °C wurde nach einer halben Stunde<br />
Rühren und chromatographischer Aufarbeitung Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3ferrocenyl-1,2-propadienyliden)chrom<br />
18 erhalten. Es konnten keine Nebenprodukte,<br />
die auf einen α-Angriff des Ferrocenyl-Anions schließen ließen, beobachtet werden.<br />
Der analoge Wolfram-Komplex war auch auf diesem Wege nicht zugänglich.<br />
Abb. 5.10: Ferrocen-Substitution der Methoxygruppe<br />
Mit einem Überschuss an Ferrocenyllithium (etwa 5 Äquivalente) reagierte Komplex 1a<br />
zu einem Gemisch aus dem Bis(ferrocenyl)allenyliden-Komplex 19 als Hauptprodukt<br />
und wenig 18. Aus der Beobachtung, dass für die Bildung von 19 deutlich längere<br />
Reaktionszeiten nötig waren, konnte geschlossen werden, dass der<br />
Bis(ferrocenyl)allenyliden-Komplex 19 durch Substitution der Aminogruppe durch eine<br />
Ferrocenyleinheit gebildet wird. Es überrascht, dass die Aminogruppe in 18 als sehr<br />
guter π-Donor (Hammett-Konstante σp = -0,83) durch die Ferrocenyleinheit<br />
(σp = -0,18) ersetzt werden kann. Auch hier zeigen sich – trotz des Überschusses an<br />
Ferrocenyllithium – keine Spuren von durch einen α-Angriff des Nukleophils<br />
denkbaren Produkten.
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 81<br />
(CO) 5Cr<br />
C C C<br />
1a<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
(1) 5 eq Li[Fc]<br />
(2) SiO 2<br />
(CO) 5Cr<br />
(CO) 5Cr<br />
Abb. 5.11: Disubstitution durch Überschuß an Li[Fc]<br />
C C C<br />
+<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
Aufgrund dieser Ergebnisse wurde versucht, diese Syntheseroute auch als Zugang zu<br />
anderen zweikernigen Metall-<strong>Komplexe</strong>n mit π-koordinierten Metallatomen zu nutzen.<br />
Als leicht lithiierbare metallkoordinierte Aromaten wurden hierfür Cymanthren,<br />
[(CO)3MnC5H5], und Benzol(tricarbonyl)chrom, [(CO)3CrC6H6], verwendet. Da deren<br />
Lithiumsalze nicht isolierbar sind, wurden die neutralen <strong>Komplexe</strong> in situ lithiiert und<br />
anschließend bei -80 °C mit einem Äquivalent des <strong>Komplexe</strong>s 1a umgesetzt. Für die<br />
mutmaßlichen Additionsprodukte konnte jedoch lediglich<br />
dünnschichtchromatographisch ein Anhaltspunkt in Form eines neu entstandenen Spots<br />
gefunden werden. Selbst für eine IR-spektroskopische Charakterisierung waren die<br />
Reaktionsprodukte zu instabil und zerfielen bereits bei -80 °C sehr schnell (vgl. Abb.<br />
5.12).<br />
Fc<br />
Fc<br />
Fc<br />
18<br />
19
82 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
(CO) 5Cr<br />
C C C<br />
1a<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
+ Li[R]<br />
(CO) 5Cr<br />
(CO) 5Cr<br />
R=(CO) 3CrC 6H 5,(CO) 3MnC 5H 4<br />
C C C<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
Cr<br />
C C<br />
O C O<br />
O<br />
NMe 2<br />
Mn<br />
C C<br />
O C O<br />
O<br />
Abb. 5.12: Versuchte Umsetzung mit anderen Metall-Aromaten-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Hier zeigt sich noch einmal deutlich der Unterschied zwischen Ferrocen einerseits und<br />
Benzol(tricarbonyl)chrom und Cymantren andererseits: während Ferrocen als<br />
Substituent als Elektronen-Donor fungiert und durch seine Beteiligung am π-System der<br />
Cumulenkette diese so zusätzlich stabilisiert (vgl. Abb. 5.13), handelt es sich bei den<br />
beiden anderen um elektronenziehende Substituenten, die die Cumulenkette eher<br />
destabilisieren. Diese Destabilisierung kann offensichtlich durch die ausgeprägte<br />
π-Donorwirkung des Aminosubstituenten nicht ausgeglichen werden. Der elektronische<br />
Effekt lässt sich auch an der Stabilität der Lithiumsalze der Verbindungen ablesen.<br />
Auch die Stabilität der Ferrocen-substituierten <strong>Komplexe</strong> 18 und 19 ist im Wesentlichen<br />
auf diese zusätzliche Stabilisierung zurückzuführen.<br />
Der Dimethylamino(ferrocenyl)allenyliden-Komplex 18 ist ein luft- und<br />
raumtemperaturstabiles Pulver, das in unpolaren organischen Lösungsmitteln mäßig, in<br />
polaren hingegen sehr gut löslich ist. Der Bis(ferrocenyl)allenyliden-Komplex 19 ist<br />
hingegen bereits in unpolaren Lösungsmitteln gut löslich.
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 83<br />
Der Dimethylamino(ferrocenyl)allenyliden-Komplex 18 ist ein luft- und<br />
raumtemperaturstabiles Pulver, das in unpolaren organischen Lösungsmitteln mäßig, in<br />
polaren hingegen sehr gut löslich ist. Der Bis(ferrocenyl)allenyliden-Komplex 19 ist<br />
hingegen bereits in unpolaren Lösungsmitteln gut löslich.<br />
Abb. 5.13: Stabilisierung der Alkinylgrenzform durch Ferrocen als Substituent<br />
5.2.3 Vergleich der beiden Synthesewege<br />
Weg a bietet wie erwartet einen Weg zu Komplex 27 mit mehreren Vorteilen:<br />
- Die einzelnen Zwischenprodukte können isoliert, charakterisiert und<br />
anschließend in definierten Verhältnissen weiter umgesetzt werden.<br />
- Einzelne Zwischenprodukte lassen sich auch anderweitig einsetzen.<br />
- Die Synthese erlaubt auch den Zugang zu den entsprechenden<br />
Alkinyl(amino)carben-<strong>Komplexe</strong>n (Komplex 17).<br />
Als Nachteile sind hier die niedrige Gesamtausbeute und der präparative und zeitliche<br />
Aufwand zu nennen.<br />
Genau hier liegen die Vorteile von Weg b:<br />
- Komplex 18 kann durch eine einstufige Synthese erhalten werden.<br />
- Durch Verwendung eines Überschusses an Ferrocenyllithium kann Komplex 19<br />
in einem einfacheren Verfahren als dem bisher verwendeten erhalten werden.
84 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
5.2.4 Spektroskopische Ergebnisse<br />
Die ν(CO)-Absorptionen im IR-Spektrum von Komplex 18 zeigen das für lokale C4v-<br />
Symmetrie der (CO)5M-Gruppe erwartete Bandenmuster. Diejenigen von Komplex 19<br />
jedoch zeigen eine deutlich andere Bandenlage und -gestalt, die eher denjenigen der<br />
Bis(aryl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> ähneln.<br />
Absorption<br />
2200 2150 2100 2050 2000 1950 1900 1850<br />
Wellenzahl (cm -1 )<br />
Abb. 5.14: IR-Spektren der <strong>Komplexe</strong> 18 (durchgezogen) und 19 (gestrichelt)<br />
in THF im Bereich von 1800 bis 2200 cm -1<br />
Die Lage der ν(CCC)-Bande zeigt die Fähigkeit der Cumulenkette, elektronische<br />
Kommunikation zwischen den Endgruppen zu vermitteln, und die Abhängigkeit von<br />
den π-Donoreigenschaften der Substituenten. Sie liegt zwischen denen der beiden<br />
<strong>Komplexe</strong> vom Typ [(CO)5Cr=C=C=C(R 1 )R 2 ] mit C(R 1 )R 2 = CPh2 (Komplex V3) [76]<br />
und C(NMe2)2 (Komplex V4) [77, 136] .<br />
1800
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 85<br />
Abb. 5.15: Die zum Vergleich herangezogenen <strong>Komplexe</strong> V3–V5 und 20<br />
Die Lage der Bande verschiebt sich hin zu höheren Wellenzahlen entlang der in Tabelle<br />
5.1 gezeigten Reihe. In diese Reihe fügen sich auch noch weitere Chromallenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong> mit ähnlichen Substitutionsmustern zwanglos ein.<br />
Tabelle 5.1: Vergleich der IR-Daten verschiedener Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> des Typs [(CO)5CrCCCR 1 R 2 ]<br />
Komplex R 1 R 2 ν(CCC)* k1 / Nm**<br />
V3 Ph Ph 1930 1516<br />
28 Fc Fc 1961 1542<br />
V5 [150] Fc Ph 1975 1578<br />
20 [96] NMe2 CH=CHFc 2005 1483<br />
27 NMe2 Fc 2006 1503<br />
7 NMe2 C≡CFc 2007 1498<br />
V4 [77] NMe2 NMe2 2014 1484<br />
*: in cm -1 , gemessen in THF; **: berechnet aus den (CO)5Cr-Banden<br />
In dieser Reihe nehmen der Dreifachbindungscharakter der Cα-Cβ-Bindung und damit<br />
die Bedeutung der Alkinylgrenzformen der <strong>Komplexe</strong> (vgl. Abb. 5.22, S. 91) zu.<br />
Auffällig ist der sprunghafte Anstieg der ν(CCC)-Wellenzahl beim Wechsel des<br />
Substituenten-Typs in der Reihe [Arylsubstituenten / Ferrocen / Amin]. Der geringere<br />
Alkinylcharakter des Bis(ferrocenyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s im Vergleich zum<br />
(Ferrocenyl/Phenyl)-substituierten Komplex dürfte in der gegenseitigen „Blockade“ der<br />
beiden Donorsubstituenten begründet sein: liegt für die Bindung der Cumulenkette zu<br />
einem der Cyclopentadienylringe Doppelbindungscharakter vor, so wird gleichzeitig die<br />
Bindung zum anderen geschwächt (siehe auch die Diskussion der<br />
Röntgenstrukturdaten, S. 88 ff.).
86 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Lage der Bande in Wellenzahlen<br />
2020<br />
2010<br />
2000<br />
1990<br />
1980<br />
1970<br />
1960<br />
1950<br />
1940<br />
1930<br />
1920<br />
Ph /Ph<br />
Fc /Fc<br />
Fc /Ph<br />
NMe2 /Fc<br />
NMe2 /CH=CHFc<br />
Substituenten am C3<br />
NMe2 /CCFc<br />
Abb. 5.16: Zunehmende Energie der ν(CCC)-Bande in<br />
Abhängigkeit von den Substituenten<br />
NMe2 /NMe2<br />
Ebenfalls zeigt sich ein erneuter sprunghafter Anstieg für eine Amino-Substitution. Dies<br />
zeigt den gegenüber dem Ferrocen-Substituenten nochmals stärkeren π-Donor-<br />
Charakter der Dimethylaminogruppe. Dieser Donoreffekt ist so stark, dass die Natur des<br />
zweiten Substituenten nur noch geringe Unterschiede hervorruft (vgl. Abb. 5.16 und<br />
Abb. 5.17).<br />
Abb. 5.17: Zunehmende Alkinylstruktur der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Die Kraftkonstante k1 für die Schwingung des trans-CO-Liganden nimmt hingegen in<br />
umgekehrter Richtung ab (vgl. Tabelle 5.1). Auch hierfür ist die zunehmende<br />
Wichtigkeit der Alkinylgrenzform der <strong>Komplexe</strong> verantwortlich, da in dieser die<br />
Elektronendichte am Metallatom erhöht ist. Dies wiederum verstärkt die Rückbindung,<br />
die vom Metall in das antibindende π*-Orbital des zum Liganden trans-ständigen
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 87<br />
Carbonylliganden erfolgt. Dadurch wird die C-O-Bindung geschwächt, was sich in<br />
einer niedrigeren Kraftkonstante äußert.<br />
Der zunehmende Dreifachbindungscharakter kann auch an der zunehmenden<br />
Verschiebung der Resonanz des Cα-Atoms zu höherem Feld im 13 C-NMR-Spektrum<br />
abgelesen werden. Trotz geringer Änderungen in der exakten Reihenfolge gegenüber<br />
Tabelle 5.1 sind die Unterschiede marginal, während die Unterschiede zwischen den<br />
Substitutions-Typen und deren Reihenfolge [Bis(aryl) / Amino/Ferrocenyl / Bis(amino)]<br />
bestehen bleiben.<br />
ppm<br />
290<br />
270<br />
250<br />
230<br />
210<br />
190<br />
170<br />
Tabelle 5.2: Lage des Cα-Signals im 13 C-NMR-Spektrum<br />
Komplex R 1 R 2 δ in ppm<br />
V3 Ph Ph 261,0<br />
19 Fc Fc 265,5<br />
7 NMe2 C≡CFc 209,5<br />
20 NMe2 CH=CHFc 197,0<br />
18 NMe2 Fc 196,2<br />
V4 NMe2 NMe2 185,9<br />
Fc /Fc<br />
NMe2 /CCFc<br />
Substitution am C3<br />
NMe2 /CH=CHFc<br />
NMe2 /Fc<br />
Abb. 5.18: Verschiebung des Cα-Signals in Relation zu den Substituenten an Cγ<br />
Der Versuch, die Barriere für die Rotation der beiden Ferrocensubstituenten um die<br />
Cγ-C5H4-Bindung in Komplex 19 durch Tieftemperatur-NMR-Experimente zu<br />
bestimmen, scheiterte daran, dass selbst bei -80 °C keinerlei Verbreiterung der<br />
Ferrocen-Signale zu beobachten war. Zusammen mit den IR-Spektren und den
88 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Ergebnissen der Röntgenstrukturanalyse (vgl. Kapitel 5.3.2, S. 93 ff.), die beide eine C2-<br />
Symmetrie (anti-Stellung der Ferrocensubstituenten zueinander) belegen, zeigt dies,<br />
dass um die Cγ-C5H4-Bindungen keine (oder immer noch uneingeschränkte) Rotation<br />
erfolgt.<br />
5.3 Röntgenstrukturanalysen<br />
Von den Ferrocen-substituierten Verbindungen 17, 18 und 19 konnten aus einem<br />
Dichlormethan/n-Hexan-Gemisch Einkristalle erhalten werden, von denen eine<br />
Röntgenstrukturanalyse angefertigt werden konnte. Auf deren Ergebnisse soll im<br />
Folgenden genauer eingegangen werden.<br />
5.3.1 Komplex 18<br />
O1<br />
O5 C5<br />
O4<br />
C4<br />
C1<br />
Cr1<br />
C2<br />
O2<br />
C3<br />
C6<br />
O3<br />
C9<br />
C7<br />
C8<br />
N1<br />
C12<br />
C11<br />
C15<br />
Fe1<br />
C13<br />
C18 C19<br />
C17<br />
C16<br />
C10<br />
Abb. 5.19: ORTEP der Struktur von Komplex 18 im Kristall.<br />
C14<br />
C20<br />
Die Abstände und Winkel für Komplex 18 liegen generell im für Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
typischen Bereich. Komplex 7 soll hier ebenfalls in die Diskussion mit einbezogen<br />
werden, da er sich nur durch eine (C2)-Einheit vom Komplex 18 unterscheidet.<br />
Zusammen mit Komplex 20, von dem ebenfalls eine Röntgenstrukturanalyse existiert,
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 89<br />
kann so die Auswirkung der unterschiedlichen Spacer auf die <strong>Komplexe</strong> und deren<br />
strukturelle Eigenschaften im Festkörper verglichen werden.<br />
Abb. 5.20: Vergleich der <strong>Komplexe</strong> 18, 20 und 7<br />
Die <strong>Komplexe</strong> teilen einige Eigenschaften mit den Vergleichsstrukturen V3 und V6<br />
(vgl. Abb. 5.21): So steht die Ebene des Allenylidenliganden (Aufgespannt von Cγ und<br />
den drei daran gebundenen Atomen, Winkelsumme an Cγ: 360°) gestaffelt zu den cis-<br />
CO-Liganden am Chrom-Atom.<br />
Abb. 5.21: Die <strong>Komplexe</strong> V3 und V6<br />
Die Cyclopentadienyl-Ebene von 7 und 20 ist beinahe coplanar mit der Allenyliden-<br />
Ebene (Winkel zwischen den Ebenen: 1,7° (7), 2,2° (20) und 12,1° (18)). Auch hier<br />
zeigt der große Winkel für Komplex 18 den großen sterischen Anspruch des<br />
Ferrocenyl-Restes, der hier am nächsten zur Dimethylaminogruppe steht.<br />
Im Vergleich mit den <strong>Komplexe</strong>n 7 und 20 ist sehr gut zu erkennen, dass der<br />
zunehmende Abstand zur Cumulenkette und damit vom Aminosubstituenten diese<br />
„Verdrehung“ weiter absenkt. Zum anderen zeigt dies auch den π-Donoreffekt des<br />
Ferrocen-substituenten (siehe Abschnitt 5.2.3, S. 83).
90 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Tabelle 5.3: Winkel der Ligandebene zu den cis-ständigen Carbonylliganden<br />
Komplex Winkel [°]<br />
7 1,7<br />
20 2,2<br />
18 12,1<br />
Die Cumulenkette [Cr-C(6)-C(7)-C(8)] in 18 weicht – vermutlich aufgrund<br />
intermolekularer Wechselwirkungen – von der Linearität ab (zur Nummerierung der<br />
Atome siehe Abb. 5.23). Der C6-C7-Abstand ist mit 1,226(9) Å kürzer als in dem<br />
Diphenylallenylidenkomplex V3 (1,249(3) Å [76] ), aber länger als derjenige im<br />
Diaminoallenylidenkomplex V6 (1,214(4) Å [94] ). Dementsprechend sind die<br />
Cr-C6− und C7-C8-Abstände in 7 und 20 länger als in V3 (Cr-C6 1,931(2) Å, C7-C8<br />
1,358(3) Å), aber ähnlich denen in V6 (Cr-C6 2,030(3) Å, C7-C8 1,411(4) Å).<br />
Der C8-N-Abstand in 7 (1,324(3) Å), 20 (1,327(3) Å) und V6 (1,324(3) Å) ist beinahe<br />
gleich. Aus all diesen Daten kann gefolgert werden, daß die<br />
Dimethylamino(ferrocenyl)- stark mit der (CO)5Cr-Gruppe wechselwirkt und die<br />
Spacer-Einheiten zwischen dem Cγ-Atom und der Ferrocenyleinheit darauf nur geringen<br />
Einfluß haben.<br />
Der Allenylidenligand in 18, 7 und 20 hat einen ausgeprägten trans-Einfluss, was durch<br />
den deutlich kürzeren trans-Cr-CO Abstand im Vergleich zum Durchschnitt der cis-Cr-<br />
CO Abstände [1,87(1) / 1,90(1) Å (18), 1,877(2) / 1,904(2) Å (7), 1,873(3) / 1,908(3) Å<br />
(20)] belegt wird. Der trans-Einfluss ist nur wenig geringer als der in<br />
Vergleichskomplex V6 [1,866(3) gegenüber 1,908 Å für den trans-CO-Cr-Abstand],<br />
während im Diphenylallenyliden-Komplex V3 cis- and trans-Cr-CO-Abstände beinahe<br />
gleich groß sind, wobei die trans-Cr-CO Bindung (1,912(3) Å) sogar etwas länger ist<br />
als der Durchschnitt der cis-Cr-CO Bindungen (1,905 Å).
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 91<br />
Die C7-C8-Bindung in 7 ist kürzer als die C8-C11-Bindung (1,425(3) Å) und deutlich<br />
kürzer als für eine C(sp)-C(sp 2 )-Bindung erwartet (1,431 Å [140] ). Dementsprechend ist<br />
die Entfernung C6-C7 länger als die für C11-C12. Diese Bindungslängenalternanz ist<br />
nach den für Allenylidenkomplexe formulierbaren mesomeren Grenzstrukturen (vgl.<br />
Abb. 5.22) zu erwarten und bestätigt diese.<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
I<br />
NMe 2<br />
II<br />
Y<br />
Y=Fc(18), C2H2Fc (20), CCFc (7)<br />
III<br />
Y<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
Abb. 5.22: Mesomere Grenzstrukturen für die <strong>Komplexe</strong> 7, 18 und 20.<br />
NMe 2<br />
In Komplex 20 ist der C9-C10-Abstand länger (1,347(4) Å) als der für transsubstituierte<br />
–(H)C=C(H)- Gruppen übliche (1,312 Å [140] ). Die Länge der C8-C9-<br />
Einfachbindung (1,469(3) Å) liegt zwischen der für konjugierte und unkonjugierte<br />
C(sp 2 )-C(sp 2 ) Einfachbindungen beobachteten [140] . Auch dies belegt eine<br />
Wechselwirkung zwischen dem Ferrocenyl-Substituenten und dem Allenyliden-<br />
Liganden (vgl. S. 73 f.).<br />
Y
92 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Tabelle 5.4: Abstände und Winkel in <strong>Komplexe</strong>n des Typs [(CO)5Cr=C=C=C(NMe2)(Y-Fc)]<br />
18 (Y-Fc = Fc) 20 (Y-Fc = CHCHFc) 7 (Y-Fc = C≡CFc)<br />
Abstände [Å]<br />
Cr(1)-C(5) 1,867(8) 1,877(2) 1,873(3)<br />
Ø Cr(1)-C(cis) 1,900 1,904 1,908<br />
Cr(1)-C(6) 2,022(7) 2,009(2) 2,048(3)<br />
C(6)-C(7) 1,226(9) 1,228(3) 1,227(4)<br />
C(7)-C(8) 1,409(9) 1,399(3) 1,418(4)<br />
C(8)-N(1) 1,321(8) 1,321(3) 1,327(3)<br />
Winkel [°]<br />
Cr(1)-C(6)-C(7) 178,9(6) 174,27(2) 171,3(2)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 173,5(7) 171,3(2) 172,2(3)<br />
C(7)-C(8)-N(1) 118,9(6) 122,0(2) 120,3(2)<br />
O<br />
C<br />
OC 5<br />
trans<br />
O<br />
C<br />
Cr<br />
C<br />
O<br />
C C C<br />
C O<br />
cis<br />
N 1 Me 2<br />
Y<br />
Y=-(18),<br />
C 9 H=C 10 H(20),<br />
C 9 C 10 (7)<br />
Fc<br />
Abb. 5.23: Nummerierungsschema für Tabelle 5.4<br />
Vergleicht man nun die wichtigsten Bindungsabstände und -winkel verschiedener<br />
Aminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> (Tabelle 5.5), so zeigt sich der ambivalente Charakter des<br />
Ferrocenyl-Substituenten: Diejenigen Bindungslängen, die aufgrund ihrer Entfernung<br />
vom Substituenten nur dessen elektronische Auswirkungen „bemerken“ (also alle, an<br />
denen C(8) nicht beteiligt ist), ähneln eher denen des [N / O]-substituierten <strong>Komplexe</strong>s<br />
1a und belegen damit das π-Donorpotential des Ferrocen-Substituenten.<br />
Die Daten jedoch, die auch durch den sterischen Anspruch der Ferrocenyleinheit<br />
beeinflusst werden, zeigen starke Ähnlichkeit mit dem [N / Ph]-substituierten Komplex<br />
V1. Der Winkel C(7)-C(8)-N(1) ist sogar noch deutlich kleiner, da der<br />
Cyclopentadienylrest mit 1,475(9) Å näher an der Cumulenkette sitzt als der Phenylrest<br />
in V1 (1,500(5) Å).
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 93<br />
Tabelle 5.5: Abstände und Winkel in <strong>Komplexe</strong>n des Typs [(CO)5Cr=C=C=C(NMe2)(R)]<br />
V1 (R = Ph) 18 (R = Fc) 1a (R = OMe)<br />
Abstände [Å]<br />
Cr(1)-C(5) 1,883(4) 1,867(8) 1,870(2)<br />
Ø Cr(1)-C(cis) 1,912 1,900 1,902<br />
Cr(1)-C(6) 2,028(4) 2,022(7) 2,014(2)<br />
C(6)-C(7) 1,242(6) 1,226(9) 1,227(3)<br />
C(7)-C(8) 1,408(5) 1,409(9) 1,394(3)<br />
C(8)-N(1) 1,333(5) 1,321(8) 1,318(3)<br />
C(8)-R 1,500(5) 1,475(9) 1,325(2)<br />
Winkel [°]<br />
C(7)-C(8)-N(1) 121,6(4) 118,9(6) 122,9(2)<br />
5.3.2 Komplex 19<br />
Abb. 5.24: Nummerierungsschema für Tabelle 5.5<br />
Durch Umkristallisation aus n-Hexan/Ether-Gemischen konnten blaue, nadelförmige<br />
Kristalle erhalten werden, die für eine Röntgenstrukturanalyse geeignet waren. Die<br />
Daten von 19 sind mit großen Fehlergrenzen behaftet, was bei der Diskussion einzelner<br />
Abstände und Winkel berücksichtigt werden muß. Die Abstände und Winkel liegen<br />
jedoch im für Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> typischen Bereich. Die Konnektivität der<br />
Verbindung und die anti-Stellung der beiden Ferrocenyl-Substituenten im Kristall<br />
können zudem durch die Strukturanalyse bestätigt werden (vgl. Abb. 5.25).
94 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
O5<br />
C5<br />
O3<br />
C3<br />
Cr<br />
C2<br />
O2<br />
O4<br />
C4<br />
C1<br />
O1<br />
C6<br />
C27<br />
C16<br />
C7<br />
C15<br />
C17<br />
C10<br />
C8<br />
C20<br />
C21<br />
C26<br />
C28<br />
C11<br />
C9<br />
C19<br />
Fe2<br />
Fe1<br />
C24<br />
C25<br />
C18<br />
C14<br />
C12<br />
C13<br />
C23<br />
C22<br />
Abb. 5.25: ORTEP der Struktur von Komplex 19 im Kristall.<br />
Die Cp-Ringe der Ferrocenyl-Substituenten stehen gestaffelt zu den cis-CO-Liganden.<br />
Sie sind jedoch gegenüber der Cumulenebene leicht verdreht, was auf ihren sterischen<br />
Anspruch zurückzuführen ist, ähnlich wie in Komplex 18. Einer der beiden Reste an Cγ<br />
ist nur um 5°, der andere jedoch um 18° aus der Ebene, die vom Cγ und den beiden<br />
daran gebundenen Kohlenstoffatomen gebildet wird, gedreht. Dieser Befund kann mit<br />
dem sterischen Anspruch der beiden recht nahe zueinander stehenden Ferrocen-<br />
Einheiten erklärt werden. Dieser ist auch daran zu erkennen, dass in Komplex 18 der<br />
Ferrocen-Substituent nur um 12° aus der Ebene gedreht ist, da der Dimethylamino-<br />
Substituent mehr Raum lässt.<br />
Die Winkelsumme am Cγ beträgt genau 360°; es ist also sp 2 -hybridisiert. Die<br />
Cumulenkette selbst zeigt eine deutliche Bindungslängenalternanz, mit Abständen von<br />
(Cr−C6, C6− C7, C7− C8) 1,956(18), 1,26(2) und 1,41(2) Å. Damit ist diese deutlicher<br />
ausgeprägt als in Diphenylallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n (V3: 1,931(2), 1,249(3) und 1,358(3)<br />
Å [76] ). Der Ligand zeigt einen deutlichen trans-Einfluss, da die Bindung des<br />
Chromatoms zum trans-ständigen Carbonylliganden (1,873(18) Å) deutlich länger ist<br />
als die durchschittliche Entfernung zu den cis-ständigen Kohlenstoffatomen (1,908 Å).
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 95<br />
Dies steht im Gegensatz zu Diphenylallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n wie etwa V3, in denen die<br />
Entfernungen ähnlich groß sind.<br />
Vergleicht man nun die wichtigsten Bindungsabstände und -winkel verschiedener Bissubstituierter<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>, so zeigt sich hier wiederum die Position des<br />
Ferrocenyl-Substituenten zwischen den Aryl- und den Amino-Substituenten: Auch hier<br />
sind diejenigen Bindungslängen, die aufgrund ihrer Entfernung vom Substituenten nur<br />
dessen elektronische Auswirkungen „bemerken“, denen des Bis(amino)allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>s V6 ähnlich und belegen damit das π-Donorpotential des Ferrocen-<br />
Substituenten. Dass diese Auswirkung sich jedoch schon ab C(6) ändert, zeigt die<br />
sterischen Schwierigkeiten, die sich daraus ergeben, dass zwei Cyclopentadienylringe<br />
sich coplanar zur Cumulenkette einstellen müssen, um maximale Donorwirkung<br />
entfalten zu können.<br />
Tabelle 5.6: Abstände in <strong>Komplexe</strong>n des Typs [(CO)5Cr=C=C=C(R)2]<br />
V3 (R = Ph) 19 (R = Fc) V6 (R = N)<br />
Abstände [Å]<br />
Cr(1)-C(5) 1,912(3) 1,873(18) 1,866(4)<br />
Ø Cr(1)-C(cis) 1,905 1,908 1,896<br />
Cr(1)-C(6) 1,931(2) 1,956(18) 2,030(3)<br />
C(6)-C(7) 1,249(3) 1,26(2) 1,214(4)<br />
C(7)-C(8) 1,358(3) 1,41(2) 1,411(4)<br />
C(8)-R 1,472* 1,45* 1,336(3)**<br />
*: gemittelt; **: Abstand zum tertiären N<br />
Abb. 5.26: Nummerierungsschema für Tabelle 5.6
96 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
5.3.3 Komplex 17<br />
Da der bei der Reaktion von 13a mit Dimethylamin als Nebenprodukt entstehende<br />
Alkinyl(amino)carben-Komplex 17 ein Strukturisomer zu 18 darstellt, wurde auch von<br />
17 eine Strukturanalyse durchgeführt. Damit bietet sich die Möglichkeit, die<br />
strukturellen Auswirkungen der Verschiebung eines Dimethylaminosubstituenten von<br />
C1 nach C3 detailliert zu ermitteln.<br />
O5<br />
O4<br />
C14<br />
C4<br />
O3<br />
C3<br />
C5<br />
Abb. 5.27: Vergleich der <strong>Komplexe</strong> 17 und 18<br />
C1<br />
O1<br />
Cr1<br />
C6<br />
C15<br />
N1<br />
C2<br />
O2<br />
C7<br />
C9<br />
C8<br />
C13<br />
C19<br />
Fe1<br />
C20<br />
C10<br />
C12<br />
Abb. 5.28: ORTEP der Struktur von Komplex 17 im Kristall<br />
C16<br />
C11<br />
C17<br />
C18<br />
Die Carbonylliganden in Komplex 17 belegen den bekannten Donoreffekt und trans-<br />
Einfluß von Carbenliganden: die Bindung des Chromatoms zum cis-ständigen CO-<br />
Liganden ist mit 1,873(11) Å etwas kürzer als die durchschnittliche Entfernung zu den<br />
vier cis-ständigen Carbonylen (1,901 Å). Die Entfernung des Carbenatoms zum
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 97<br />
Metallatom ist mit 2,113(11) Å länger als in donorsubstituierten Chrom-Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>n, jedoch im normalen Bereich für Carben-<strong>Komplexe</strong>.<br />
Die Cr-C- und C-O-Abstände der zum Cumulenliganden cis-ständigen Carbonyle<br />
unterscheiden sich nur wenig, während sich die Donorwirkung auf den trans-ständigen<br />
CO-Liganden in Komplex 18 deutlich von der in Komplex 17 abhebt (C-O-Entfernung<br />
1,168(8) Å gegenüber 1,148(14)). Der Cr-C6-Abstand in Komplex 17 bietet nun die<br />
Möglichkeit, unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Hybridisierung von C6 (sp 2<br />
(Radius 0,658 Å [140] ) in Komplex 17; sp (Radius 0,649 Å [140] ) in Komplex 18) einen<br />
Erwartungswert für die Bindungslänge von 2,104 Å in Komplex 18 zu bestimmen. Dass<br />
die gefundene Länge mit 2,022(7) Å deutlich unter dem erwarteten Wert liegt, zeigt den<br />
stärkeren Doppelbindungscharakter dieser Bindung in Komplex 18.<br />
Tabelle 5.7: Bindungslängen in den <strong>Komplexe</strong>n 17 und 18<br />
17 18<br />
Abstände [Å]<br />
Cr(1)-C(5) 1,873(11) 1,867(8)<br />
Ø Cr(1)-C(cis) 1,901 1,900<br />
Cr(1)-C(6) 2,113(11) 2,022(7)<br />
C(6)-C(7) 1,446(15) 1,226(9)<br />
C(7)-C(8) 1,210(16) 1,409(9)<br />
C-N * 1,293(14) 1,321(8)<br />
C(8)-Fc 1,448(17) 1,475(9)<br />
*: C6 (Komplex17), C8 (Komplex18)<br />
In einen Vergleich der einzelnen C-C-Bindungsabstände lässt sich Komplex 7<br />
einbeziehen, der als „höheres“ Äquivalent zu beiden <strong>Komplexe</strong>n aufgefasst werden<br />
kann: er besitzt sowohl eine Cumulen- als auch eine Alkinyleinheit. Hier lässt sich also<br />
der Unterschied zwischen vorherrschendem Cumulen- oder Alkinylcharakter in ein und<br />
demselben Komplex verfolgen (vgl. Abb. 5.29).
98 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 5.29: Vergleich der <strong>Komplexe</strong> 7, 17 und 18<br />
Die Bindungslängenalternanz entlang der Kohlenstoffkette ist erwartungsgemäß im<br />
Alkinylcarben-Komplex 17 stärker ausgeprägt, da hier kein nennenswerter<br />
Cumulenbindungsanteil (mesomere Grenzform I, Abb. 5.22) existiert, der sowohl in<br />
Komplex 18 als auch in Komplex 7 den Bindungscharakter ausmacht. In Komplex 7<br />
unterscheidet sich die C-C-Bindungslängenalternanz in der Cumulenkette (~ 17 pm)<br />
und der Alkinylkette (> 22 pm) deutlich.<br />
Tabelle 5.8: Bindungslängen entlang der Kohlenstoffketten der <strong>Komplexe</strong> 7, 17 und 18<br />
17 7 18<br />
Abstände [Å]<br />
n m Komplex<br />
0 1 17<br />
1 0 18<br />
1 1 7<br />
Cr–C6 2,113(11) 2,009(2) 2,022(7)<br />
C6=C7 - 1,228(3) 1,226(9)<br />
C7=C8 - 1,399(3) 1,409(9)<br />
C*–N 1,293(14) 1,321(3) 1,321(8)<br />
C + –Fc 1,448(17) 1,419(3) 1,475(9)<br />
C–C ** 1,446(15) 1,425(3) -<br />
C≡C ** 1,210(16) 1,201(3) -<br />
*: C6 (Komplex17), C8 (Komplex18); **: Bindungslängen in der Alkinyleinheit<br />
+ : Endständiges Atom der Kohlenstoffkette (C12 in Komplex 7, C8 in Komplex17 und 18)
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 99<br />
5.4 Spektroelektrochemische Studien<br />
Es gibt zahlreiche elektrochemische Untersuchungen an Rutheniumallenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>n, die das Redoxverhalten dieser <strong>Komplexe</strong> beleuchten [82, 155-159] . Die<br />
entstehenden Radikal-Anionen oder -Kationen sind in vielen Fällen hinreichend stabil<br />
und können spektroskopisch untersucht werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die<br />
Reduktion dieser Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> hauptsächlich am Cumulenylidenliganden<br />
(LUMO) und die Oxidation vornehmlich am Metallzentrum (HOMO) erfolgt. Aus den<br />
Halbstufenpotentialen der Elektronentransfer-Prozesse konnten Informationen über die<br />
relative energetische Lage der Grenzorbitale zueinander gewonnen werden und so die<br />
Auswirkung verschiedener Allenylidensubstituenten auf die Bindungssituation des<br />
<strong>Komplexe</strong>s ermittelt werden. Bei der Verwendung von Spacergruppen, die eine direkte<br />
π-Konjugation gewährleisten, wirken sich die elektrochemischen Manipulationen wie<br />
erwartet am stärksten aus.<br />
Für Ferrocenylcarben-<strong>Komplexe</strong> des Chroms verläuft bereits die erste Oxidation<br />
irreversibel [160] ; durch Insertion längerer konjugierter Systeme zwischen das<br />
Carbenkohlenstoffatom und die Ferroceneinheit konnte jedoch ein reversibler Verlauf<br />
erreicht werden [161] . An Chromallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n konnte mittels<br />
spektroelektrochemischer Methoden gezeigt werden, dass die Auswirkung der<br />
Verlängerung der Spacer-Einheit auf die elektronische Kommunikation minimal ist.<br />
Dahingegen hat der Winkel, in dem die Spacer-Einheit zu der Cumulenkette steht, einen<br />
beträchtlichen Einfluß [118] .<br />
Um nun den Effekt kurzer Spacer, die den Allenylidenliganden vom Ferrocen-<br />
Substituenten trennen, auf die elektronische Kommunikation zwischen den<br />
Metallzentren zu untersuchen (vgl. S. 73 f.), wurde Komplex 18 mit Komplex 7, in dem<br />
die Ferrocen-Einheit mit der Cumulenkette durch einen Alkin-C2-Spacer verbunden ist,<br />
verglichen. Um die Auswirkung der Natur des Spacers zu untersuchen, wurde auch der<br />
durch Kondensation von Ferrocenylaldehyd an [(CO5)Cr(C=C=C(NMe2)Me] [96]<br />
gewonnene Komplex 20, in dem ein Alken-Spacer das π-System der Cumulenkette<br />
erweitert, zum Vergleich herangezogen.
100 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
(CO) 5Cr<br />
(CO) 5Cr<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
C<br />
C C C<br />
H<br />
18<br />
NMe 2<br />
Fe<br />
(CO) 5Cr<br />
H C<br />
20 7<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
Fe Fe<br />
Abb. 5.30: Die drei spektroelektrochemisch untersuchten heterodinuklearen <strong>Komplexe</strong><br />
5.4.1 Theoretischer Hintergrund<br />
Bei der Cyclischen Voltammetrie wird an einer Arbeitselektrode ein sich zeitlich linear<br />
veränderndes Potential angelegt. Ausgehend von einem Anfangspotential E0 wird das<br />
vorgegebene Umkehrpotential Eλ erreicht und im Anschluss die Spannung auf das<br />
Startpotential zurückgeführt. Durch Variation der Potentialvorschubgeschwindigkeit (10<br />
– 1000 mV/s) legt man das Zeitfenster so fest, dass die gewünschten Informationen über<br />
Änderungen der Moleküleigenschaften oder gar chemische Reaktionen erhalten werden<br />
können.<br />
Enthält der Elektrolyt eine elektroaktive Substanz, die innerhalb eines gewählten<br />
Potentialbereichs reduziert bzw. oxidiert werden kann, fließt ein Faradayscher Strom I<br />
durch die Arbeitselektrode. Ein typisches Cyclovoltammogramm (Abb. 5.31) erhält man,<br />
wenn man diesen Strom in Abhängigkeit vom angelegten Potential aufträgt. Die<br />
wichtigsten Parameter, die auf diese Weise erhalten werden können, sind die<br />
Peakpotentiale und -ströme.<br />
C<br />
C
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 101<br />
Abb. 5.31: Typisches Cyclovoltammogramm mit den wichtigsten Kenngrößen<br />
Da der Massentransport der elektroaktiven Spezies, die an der Elektrode oxidiert bzw.<br />
reduziert wird, ausschließlich durch Diffusion erfolgt, wird die Messung ohne<br />
mechanisches Rühren der Lösung durchgeführt. Um eine Verfälschung der Ergebnisse<br />
durch Verunreinigungen oder Nebenreaktionen zu vermeiden, wird mit wasserfreien<br />
argongesättigten Lösungsmitteln gearbeitet. Das Potential der Arbeitselektrode wird auf<br />
eine Referenzelektrode bezogen [162] , häufig eine gesättigte Standard-Kalomelelektrode<br />
(SCE).<br />
Im einfachsten Fall kann eine elektrochemische Reaktion durch einen Ladungstransfer<br />
von einer elektroaktiven Spezies zur Elektrode bzw. umgekehrt beschrieben werden.<br />
Dabei kommt die charakteristische Form der CV-Kurve (Abb. 5.31) folgendermaßen<br />
zustande [163] :<br />
Auch bei einem Potential E fließt bereits ein relativ kleiner Strom (Ruhestrom IR), der<br />
durch die Ausbildung einer elektrolytischen Doppelschicht an der Phasengrenze<br />
Elektrode/Lösung bedingt ist. Dieser kapazitive Strom steigt von Null auf einen nahezu<br />
konstanten Untergrundwert (vollständige Bedeckung der Elektrode mit der<br />
Doppelschicht) an.
102 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Mit zunehmender Spannung wird dann auch die elektroaktive Spezies an der Elektrode<br />
umgesetzt. Der Stromfluss nimmt zu. Die Elektrodenoberfläche verarmt dann rasch an<br />
elektroaktiver Spezies und es baut sich ein Konzentrationsgradient zur übrigen Lösung<br />
auf. Dieser löst einen diffusionskontrollierten Massentransport von Substrat zur<br />
Elektrode aus, wodurch der Stromanstieg zunehmend kleiner wird. Nach Überschreiten<br />
des Standardpotentials wird ein maximaler Stromwert IP erreicht, bei dem die<br />
Oberflächenkonzentration des Edukts verschwindend gering ist.<br />
Danach sinkt der Strom, der nur noch von der Diffusion des Substrats zur Elektrode<br />
bestimmt wird, durch die fortschreitende Zunahme dieser Diffusionsschicht wieder ab.<br />
Bei dem Potentialrücklauf wird die zuvor reduzierte (oder oxidierte) Form<br />
elektrochemisch wieder in ihren Ausgangszustand überführt.<br />
Für den Ladungsaustausch sind hierbei zwei Extremfälle zu unterscheiden:<br />
Im Fall des reversiblen Ladungsaustauschs ist die Geschwindigkeit des heterogenen<br />
Elektronentransfers so groß, dass sich an der Phasengrenze Elektrode/Elektrolyt ein<br />
thermodynamisches Gleichgewicht einstellt. Die Oberflächenkonzentration der<br />
oxidierten und reduzierten Form hängt nur noch vom Elektrodenpotential ab und wird<br />
nicht durch heterogene kinetische Effekte beeinflusst. Der Strom wird ausschließlich<br />
durch den Massentransport als langsamsten Schritt bestimmt, erfolgt also<br />
diffusionskontrolliert.<br />
Im Fall eines irreversiblen Ladungsaustauschs ist die Geschwindigkeit des<br />
heterogenen Elektronentransfers extrem langsam. Je nach Elektrodenpotential hat damit<br />
nur die kathodische oder die anodische Durchtrittsreaktion eine messbare<br />
Geschwindigkeit. Der Stromfluss erfolgt also durchtrittskontrolliert. Dabei fehlt der<br />
korrespondierende Peak der Rückreaktion des Redoxprozesses, da durch die langsame<br />
Elektronenübertragung das im Spannungsvorschub umgesetzte Substrat beim<br />
Potentialrücklauf von der Elektrode diffundiert ist.<br />
Im Bereich zwischen den beiden Extremfällen des ideal reversiblen und des völlig<br />
irreversiblen Elektronentransfers sind eine Vielzahl von Vorgängen möglich, die als<br />
„quasi-reversibler“ Ladungsaustausch bezeichnet werden. Hier bestimmen sowohl der
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 103<br />
Ladungstransfer als auch der Massentransport den Strom. Die Geschwindigkeit des<br />
Elektronentransfers ist so langsam, dass sich kein echtes Gleichgewicht einstellt, aber<br />
sowohl kathodische als auch anodische Vorgänge eine Rolle spielen. Gemeinsames<br />
Merkmal quasi-reversibler Reaktionen ist, dass die Lage und Form der Peakpotentiale<br />
von der Potentialvorschubgeschwindigkeit abhängen, ebenso die Höhe der<br />
entsprechenden Peakströme.<br />
Obwohl es möglich ist, CV-Kurven selbst für komplexe Elektrodenprozesse zu<br />
berechnen [164] , können mithilfe einfacher Kriterien bereits qualitative Aussagen über<br />
thermodynamische und kinetische Systemeigenschaften gemacht werden:<br />
Der Mittelwert der Peakpotentiale E1/2 = (Epa – Epk)/2 ist das Halbstufenpotential der<br />
Redoxreaktion, das für reversible Prozesse dem thermodynamischen Redoxpotential<br />
entspricht.<br />
Am Peakpotentialabstand ΔEp = | Epa – Epk | ist erkennbar, ob es sich um ein<br />
elektrochemisch reversibles, von der Potentialvorschubgeschwindigkeit unabhängiges<br />
System handelt (diese gehorchen der Formel ΔEp = 2.303 RT/nF ≈ 57/n [mV];<br />
mit n: Anzahl der übertragenen Elektronen).<br />
Ist das Peakstromverhältnis aus Potentialhin- und Rücklauf gleich eins, handelt es sich<br />
bei dem Redoxsystem um ein chemisch reversibles, d.h. die elektrochemisch gebildeten<br />
Zwischenstufen sind im betrachteten Zeitfenster stabil und gehen keine Folgereaktionen<br />
ein. Treten jedoch chemische Folgereaktionen auf, wird der Wert größer als eins. Wird<br />
die Potentialvorschubgeschwindigkeit erhöht, verkürzt sich die Zeit, die der<br />
Zwischenstufe für eine Folgereaktion zur Verfügung steht, und das Verhältnis nähert<br />
sich wieder dem Wert eins.
104 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
5.4.2 Messergebnisse<br />
Die Cyclovoltammogramme der drei <strong>Komplexe</strong> 7, 18 und 20 (Abb. 5.32 bis Abb. 5.34)<br />
wurden von der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. R. F. Winter (<strong>Universität</strong> Regensburg) in<br />
einer 0.1 molaren Tetrabutylammonium-hexafluorophosphat-Lösung mit variabler<br />
Potentialvorschubgeschwindigkeit bei Raumtemperatur im Bereich von -2.0 bis 1.2 V<br />
(gegen [Cp2Fe] 0/+ ) angefertigt und mit der elektrochemischen Manipulation kombinierte<br />
IR- und UV-Vis-Spektren aufgenommen.<br />
5.4.2.1 Cyclovoltammogramme<br />
In den Abbildungen sind jeweils die gesamten Oxidations- und Reduktionscyclen<br />
dargestellt. Die elektrochemischen Daten der <strong>Komplexe</strong> 7, 18 und 20 sind in Tabelle 5.9<br />
(Seite 108) zusammengefasst.<br />
Current in μA<br />
6.0<br />
5.0<br />
4.0<br />
3.0<br />
2.0<br />
1.0<br />
0.0<br />
-1.0<br />
-2.0<br />
-3.0<br />
-4.0<br />
-5.0<br />
-6.0<br />
1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 -1.50 -2.00<br />
0,486<br />
0,394<br />
0,345<br />
0,271<br />
0,213<br />
0,123<br />
1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 -1.50 -2.00<br />
Voltage in V<br />
Abb. 5.32: Cyclovoltammogramm des <strong>Komplexe</strong>s 18 bei v = 0.1 V/s in CH2Cl2<br />
-1,938<br />
-2,042
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 105<br />
Abb. 5.33: Cyclovoltammogramm des <strong>Komplexe</strong>s 20 bei v = 0.1 V/s in CH2Cl2<br />
Abb. 5.34: Cyclovoltammogramm des <strong>Komplexe</strong>s 7 bei v = 0.2 V/s in CH2Cl2<br />
Die Voltammogramme der drei Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> zeigen für die erste Oxidation<br />
jeweils einen ideal reversiblen Elektronentransfer. Aus den Peakpotentialen für die erste<br />
Oxidation kann geschlossen werden, dass dieser der Oxidation der Ferroceneinheit des<br />
Allenylidenliganden entspricht. Im Vergleich mit dem Standardpotential von<br />
unsubstituierten Ferrocen (0.460 V gegen SCE) zeigen alle drei Verbindungen erst bei<br />
höheren Potentialen Redox-Aktivität.
106 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Dies ist auf den elektronenziehenden Charakter der Metallcarbonyl-Einheit<br />
zurückzuführen, wodurch die Elektronendichte am Eisenzentrum verringert wird.<br />
Es fällt auf, dass die <strong>Komplexe</strong> 20 und 7 im Gegensatz zu 18, in dem der Ferrocen-<br />
Substituent direkt an der Allenylidenkette sitzt, zwei unmittelbar benachbarte<br />
Oxidationen durchlaufen, deren genaue Potentiale erst durch nachträgliche Separierung<br />
der Potentialkurven bestimmt werden können. Dies zeigt, dass in Komplex 18 die<br />
einzelnen Oxidationsprozesse wirklich getrennt voneinander ablaufen, während die<br />
beiden <strong>Komplexe</strong> mit längerem π-System beide reversible überlagerte Kompositwellen<br />
für die erste/zweite Oxidation zeigen. Als Beispiel sei hier der anodische Scan von<br />
Komplex 7 gezeigt:<br />
Abb. 5.35: Anodischer Scan der 1. Oxidation von Komplex 7 bei v = 0.1 V/s in CH2Cl2<br />
Diese konnten mittels Square Wave Voltammetrie genauer aufgelöst und durch<br />
nachträgliche Datenbearbeitung (Dekonvolution) den beiden Oxidationsprozessen<br />
einzelne Potentiale zugewiesen werden (vgl. Abb. 5.36 und Tabelle 5.9):
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 107<br />
Abb. 5.36: Square Wave Voltammogramm für die ersten beiden Oxidationen<br />
von Komplex 7 bei 20 Hz in CH2Cl2<br />
Beide Oxidationen erfolgen bei geringeren Potentialen gegenüber Komplex 18, aber<br />
immer noch deutlich leichter als in unsubstituiertem Ferrocen. Dies macht es jedoch<br />
schwer, zu entscheiden, an welchem Metallatom der eigentliche Oxidationsprozess<br />
vonstatten geht (siehe Kapitel 5.5, S. 115ff.). Die Tatsache, dass die beiden Oxidationen<br />
bei ähnlichen Potentialen ablaufen, spricht jedoch für eine schlechtere elektronische<br />
Kommunikation zwischen den beiden Metallatomen als in Komplex 18.<br />
Die beiden <strong>Komplexe</strong> 20 und 7 zeigen außerdem eine weitere Oxidation bei deutlich<br />
höherem Potential (0.86, bzw. 0.88 V bei v = 0.2 V/s), die jedoch in beiden Fällen<br />
irreversibel ist.<br />
Die bei allen <strong>Komplexe</strong>n auftretende Reduktion ist in allen 3 Fällen nur partiell<br />
reversibel; bei Komplex 7 tritt die Verschiebung von einer irreversiblen Reduktion erst<br />
beim Abkühlen der Lösung auf -80° C ein. Dies zeigt, dass das Produkt der Reduktion<br />
von Komplex 7 deutlich instabiler ist, als dasjenige der anderen beiden <strong>Komplexe</strong>, da es<br />
bei Raumtemperatur nicht für eine Re-Oxidation zur Verfügung steht. Auch die<br />
Verringerung des Halbstufenpotentials von -1.71 V auf -1.63 V beim Abkühlen auf -80 o<br />
C belegt, dass für die Re-Oxidation des reduzierten <strong>Komplexe</strong>s eigentlich ein geringeres<br />
Potential nötig wäre.
108 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Tabelle 5.9: Elektrochemische Daten der drei <strong>Komplexe</strong> (RT = Raumtemperatur)<br />
Komplex Ox./Red. ΔEp E1/2 / V reversibel<br />
18<br />
20<br />
7<br />
1. Ox. 0,9 0,168 +<br />
2. Ox. 0,96 0,440 **<br />
1. Red. 0,104 -1,77 Partiell<br />
1. Ox. * 0,165* +<br />
2. Ox. * 0,27* +<br />
3. Ox. - 0,86* -<br />
1. Red. - -1,77 Partiell<br />
1. Ox. * 0,225* +<br />
2. Ox. * 0,35* +<br />
3. Ox. - 0,88 -<br />
1. Red.<br />
RT<br />
-80° C<br />
-<br />
-<br />
-1,71<br />
-1,63<br />
-<br />
Partiell<br />
*: nachträgliche Datenbearbeitung<br />
**: bedingt reversibel (in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit)<br />
5.4.2.2 IR-Spektroskopie<br />
Für Komplex 18 zeigt die starke Verschiebung der CO-Schwingungsbanden, dass die<br />
erste, reversible Oxidation vermutlich am Chromatom stattfindet. Dies steht im<br />
Widerspruch mit der auf den Potentialen beruhenden Vermutung, die Oxidation fände<br />
am Eisenatom statt (S. 105). Aufgrund der durch die Oxidation geringeren<br />
Elektronendichte am Chromatom und der damit verbundenen schlechteren<br />
Rückbindung zu den Liganden verschieben sich die Banden der Carbonylliganden zu<br />
größeren Wellenzahlen (vgl. Tabelle 5.10). Auch die ν(CN)- und die ν(CCC)-Bande<br />
werden zu höheren Frequenzen verschoben, da durch die gesteigerte Akzeptorfähigkeit<br />
des Chrommetallfragments der Alkinylcharakter des Allenylidenliganden (mesomere<br />
Grenzformen II und III, vgl. Abb. 5.22, S. 91) erhöht wird. Diese hypsochromen<br />
Verschiebungen sprächen im Falle der Oxidation am Eisen für einen Ladungstransfer<br />
vom Eisen- hin zum Chromatom.
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 109<br />
Absorption<br />
2300 2250 2200 2150 2100 2050 2000 1950 1900 1850 1800 1750 1700 1650 1600 1550 1500<br />
0.60<br />
0.55<br />
0.50<br />
0.45<br />
0.40<br />
0.35<br />
0.30<br />
0.25<br />
0.20<br />
0.15<br />
0.10<br />
0.05<br />
0.00<br />
2300 2250 2200 2150 2100 2050 2000 1950 1900 1850 1800 1750 1700 1650 1600 1550 1500<br />
Wellenlänge in cm -1<br />
Abb. 5.37: Veränderung im IR-Spektrum von Komplex 18 während der 1. Oxidation<br />
Dagegen sprechen jedoch die Spektrenscharen für die zweite Oxidation: hier verändern<br />
sich die Schwingungsbanden der CO-Liganden und die ν(CCC)-Bande nur noch wenig,<br />
während die n(CN)-Bande deutlich zu höheren Energien verschoben wird. Dies spricht<br />
dafür, dass dieser Prozeß Ferrocen-zentriert abläuft. Bei der Reduktion hingegen<br />
erfahren alle Banden wieder deutliche Veränderungen (Tabelle 5.10).<br />
Tabelle 5.10: Lage der IR-Schwingungsbanden von Komplex 18 während der Oxidation/Reduktion<br />
Komplex ν(CCC) ν(CO) ν(CN)<br />
18 2004 2077 1929 1906 1554<br />
18 + 2043 2121 2019 - 1576<br />
18 ++ 2044 2129 2019 - 1595<br />
18 - 1955 2042 1911 1857 -<br />
Für die IR-Spektren der <strong>Komplexe</strong> 20 und 7 muß berücksichtigt werden, dass die<br />
nachträgliche Datenbearbeitung zu höheren Fehlern führt und damit die Werte und<br />
Spektren etwas ungenauer als für Komplex 18 sind.
110 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Bei genauerer Betrachtung der reversiblen Oxidationen von 20 ist sichtbar, dass es sich<br />
hier um zwei separate Prozesse handelt, von denen der zweite bereits einsetzt, während<br />
der erste noch nicht abgeschlossen ist. Die beiden Oxidationen so eng benachbart, dass<br />
es nicht möglich war, diese IR-spektroskopisch zu trennen. Die IR-Spektren zwischen<br />
der neutralen Form und dem Dikation entsprechen daher immer einem Gemisch aus<br />
neutraler Form, Monokation und Dikation. Deshalb wurde aus Spektren, die zu Anfang<br />
der Oxidation erhalten wurden (und die demnach nur die neutrale und die einfach<br />
oxidierte Form enthalten sollten, da unter diesen Bedingungen die zweifach oxidierte<br />
und die neutrale Form tendenziell zum Monokation komproportionieren) ein Spektrum<br />
der einfach oxidierten Form berechnet. Auch für die Reduktion konnten hier trotz der<br />
nur partiellen Reversibilität IR-Daten erhalten werden, die die reversible Reduktion gut<br />
darstellen, da bei der Re-Oxidation des entstandenen Produktes wieder das IR-Spektrum<br />
von Komplex 20 erhalten wird.<br />
Abb. 5.38: IR-spektroskopischer Verlauf der Re-Oxidation von Komplex 20 -<br />
(die gestrichelte Linie entspricht dem IR-Spektrum des <strong>Komplexe</strong>s 20)<br />
Bemerkbar ist dies zum einen anhand der neuen Bande bei > 2100 cm -1 . Anfangs liegt<br />
diese bei 2122 cm -1 und verschiebt sich dann in späteren Stadien auf 2127 cm -1 .<br />
Ähnliches Verhalten beobachtet man auch bei den Banden um ca. 1600 bis 1560 cm -1 ,<br />
wo die einfach oxidierte Form zwei Banden bei 1590 und 1574 cm -1 zeigt, die zweifach<br />
oxidierte Form dagegen nur eine Bande bei 1585 cm -1 .
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 111<br />
Tabelle 5.11: Lage der IR-Schwingungsbanden von Komplex 20 während der Oxidation/Reduktion<br />
Komplex ν(CCC) ν(CO) ν(CN)<br />
20 2004 2076 1928 1903 1558<br />
20 + * 2122 2047 2024 1994 1590<br />
20 ++ 2127 2046 2017 - 1585<br />
20 - 2034 1957 1911 1852 -<br />
*: berechnet<br />
Bei Komplex 7 ergab die Reduktion keine verwertbaren Daten und bei der Oxidation<br />
gelang es trotz etlicher Versuche nicht, vollständigen Umsatz zu erzielen. Vermutlich<br />
handelt es bei der Spezies am Ende eher um die einfach oxidierte Form. Allerdings sind<br />
bei der Bande bei 2185 und der bei 2120 intermediär auch Absorptionen bei 2184 und<br />
2124 cm -1 zu erkennen, die im weiteren Verlauf wieder verschwinden. Bei dem<br />
Versuch, die vollständige Oxidation durch Anlegen eines kontinuierlich höheren<br />
Potenzials zu erzwingen, wurde nur Zersetzung zu Chromhexacarbonyl (eine Bande bei<br />
1979 cm -1 ) gefunden.<br />
Tabelle 5.12: Änderung der IR-Schwingungsbanden von Komplex 7 während der Oxidation<br />
Komplex ν(CCC) ν(CO) ν(CN)<br />
7 2079 1992 1933 1911 1551<br />
7 + 2188 2116 2018 1972 1534<br />
Abb. 5.39: IR-spektroskopischer Verlauf der Oxidation von Komplex 7
112 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Zusammenfassend lassen die IR-spektroelektrochemischen Ergebnisse für die<br />
<strong>Komplexe</strong> 20 und 7 damit darauf schließen, dass die erste Oxidation am Chromatom<br />
erfolgt, da sich hierbei die IR-Spektren stärker als für die zweite Oxidation ändern.<br />
Zwar sollten sich durch die elektronische Kommunikation über das π-System die<br />
elektronischen Verhältnisse am Chromatom auch bei Oxidation am Eisenatom ändern,<br />
jedoch zeigt die Ähnlichkeit der IR-Spektren der bei diesen Prozessen jeweils<br />
entstehenden Mono- bzw. Dikationen eine schlechtere elektronische Kommunikation<br />
zwischen den Metallatomen als in Komplex 18.<br />
Weiterhin ist auffällig, dass die Intensität der ν(CO)-Banden der oxidierten <strong>Komplexe</strong><br />
deutlich geringer ist als die der jeweiligen Edukte. Da die Intensität der IR-<br />
Absorptionen von der Änderung des Dipolmoments der betrachteten Fragmente<br />
abhängt, deutet dies auf ein geringeres Dipolmoment der Carbonylliganden hin.
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 113<br />
5.4.2.3 UV-Vis-Spektroskopie<br />
Die UV-Vis-Spektren, die bei der Oxidation der Verbindungen 18 und 20 erhalten<br />
werden, führen zu den gleichen Ergebnissen wie die IR-spektroskopischen<br />
Untersuchungen. Die Beobachtungen decken sich auch mit denen, die für andere lineare<br />
π-Systeme gemacht wurden [100, 118] .<br />
Extinktion<br />
1.2<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.0<br />
400 600<br />
400 600<br />
Wavelength in nm<br />
Abb. 5.40: UV-Spektroskopische Änderungen im Zuge der 1. Oxidation von Komplex 18<br />
Tabelle 5.13: Lage der UV/Vis-Banden von Komplex 18 während der Oxidation/Reduktion<br />
Komplex λ [nm]<br />
18 - 456 510<br />
18 + 295 371 528<br />
18 ++ 383 475 -<br />
18 - 338 426 550
114 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Extinktion<br />
1.1<br />
1.0<br />
0.9<br />
0.8<br />
0.7<br />
0.6<br />
0.5<br />
0.4<br />
0.3<br />
0.2<br />
0.1<br />
0.0<br />
400 600 800<br />
400 600 800<br />
Wavelength in nm<br />
Abb. 5.41: UV-Spektroskopische Änderungen im Zuge der 1. Oxidation von Komplex 20<br />
Tabelle 5.14: Lage der UV/Vis-Banden von Komplex 20 während der Oxidation/Reduktion<br />
Komplex λ [nm]<br />
20 348 509 554<br />
20 + 295 355 578<br />
20 ++ 301 510 -<br />
20 - 433 563 -<br />
Die intensive Absorption im sichtbaren Bereich (456 nm bei Komplex 18 und 510 nm<br />
bei Komplex 20) entspricht nach allen Erfahrungen mit anderen Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>n einem MLCT-Übergang von HOMO-1 zum LUMO. Sie verschiebt sich<br />
während der ersten Oxidation hypsochrom (hin zu kleineren Wellenlängen). Eine<br />
Erklärung hierfür wäre, dass durch die geringere Ladungsdichte das HOMO-1, welches<br />
hauptsächlich metallzentriert ist, energetisch abgesenkt und der Übergang somit<br />
kurzwelliger wird. Die bei der Oxidation entstehende Ladung führt zu einer stärkeren<br />
Bindung der verbleibenden Elektronen an den Komplex, so dass eine höhere Energie<br />
(kurzwelligere Strahlung) benötigt wird, um diese anzuregen. Da diese Übergänge<br />
jedoch zwischen Molekülorbitalen erfolgen, kann hieraus keine Information über den<br />
Ort, an dem die Oxidation stattfindet, abgeleitet werden. Die große Auswirkung auf die<br />
relative energetische Lage der Molekülorbitale zeigt jedoch, dass eine starke<br />
elektronische Kommunikation innerhalb der Moleküle vorliegt.
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 115<br />
5.5 Auswertung mit Hilfe theoretischer Studien<br />
Die für diesen Komplex berechneten Grenzorbitale sehen prinzipiell aus, wie für<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> des Chroms erwartet. Jedoch zeigt sich, dass bei allen drei<br />
<strong>Komplexe</strong>n nur ein sehr geringer Anteil des HOMOs am Eisenatom lokalisiert ist,<br />
während sich der größte Anteil des HOMOs am Pentacarbonylchrom-Fragment und am<br />
Cβ-Atom der Cumulenkette befindet (vgl. Abb. 5.42 und Abb. 5.43).<br />
Abb. 5.42: Graphische Darstellung der HOMOs der <strong>Komplexe</strong> 7 (links) und 20 (rechts)<br />
Abb. 5.43: Graphische Darstellung des HOMOs des <strong>Komplexe</strong>s 18<br />
Würde nun die erste Oxidation, die ja durch Elektronenübertragung aus dem HOMO<br />
des neutralen <strong>Komplexe</strong>s erfolgt, am Chrom-Zentrum stattfinden, so würde dies sehr<br />
gut die erhaltenen Spektren erklären. Natürlich wäre dann die Erklärung hierfür die<br />
Absenkung des Potentials des Chromatoms durch die elektronische Kommunikation der<br />
beiden Metallzentren entlang der Cumulenkette. Die beobachteten Prozesse wären<br />
jedoch keine indirekte Beobachtung der Oxidation des Eisenatoms. Um dies
116 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
herauszufinden, wurden die Ergebnisse anderer Messungen herangezogen. Einmal<br />
wurde der Chromallenyliden-Komplex V7, der keinen Ferrocenylsubstituenten<br />
aufweist, oxidiert; zum Zweiten ließ M. Drexler den heterodinuklearen Komplex V8<br />
vermessen [145] , in dem das HOMO fast vollständig am Eisenatom lokalisiert ist (Abb.<br />
5.44).<br />
Abb. 5.44: Die <strong>Komplexe</strong> V7 und V8.<br />
Das Potential, bei dem die erste Oxidation von V7 abläuft (E1/2 = 136 mV), zeigt, dass<br />
die Oxidationspotentiale der <strong>Komplexe</strong> 20 (E1/2 = 165 mV) und 7 (E1/2 = 225 mV)<br />
durchaus aus einer Oxidation des Chromatoms resultieren können. Dass sich die<br />
Resultate der ersten Oxidation von Komplex V8 deutlich hiervon unterschieden, lässt<br />
darauf schließen, dass das Stickstoffatom, das durch seine starke Donorwirkung einen<br />
stabilisierenden Effekt auf die Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> hat, die Elektronendichte in der<br />
[(CO)5Cr-allenyliden]-Einheit derart erhöht (vgl. Abb. 5.22, S. 91), dass die Oxidation<br />
des Chromatoms stark begünstigt wird. Die ähnlichen Spektren bei der Oxidation der<br />
<strong>Komplexe</strong> 7, 20, 18 und V7 sprechen sogar dafür, dass bei Chromallenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong>n, die ein Stickstoffatom an Cγ tragen, die Oxidation am Chrom- vor<br />
derjenigen am Eisen-Atom der <strong>Komplexe</strong> erfolgt.
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 117<br />
5.6 Zusammenfassung und Diskussion<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> des Chroms, in denen das Cγ-Atom der Cumulenkette direkt<br />
durch einen Ferrocenylrest substituiert ist, können aus entsprechenden Carbenvorläufern<br />
(Weg a) oder direkt durch nukleophile Addition von Ferrocenyllithium an Komplex 1a<br />
(Weg b) erhalten werden.<br />
(CO) 5M C<br />
Weg a<br />
-HOR<br />
H<br />
OR<br />
C C<br />
NMe 2<br />
Fc<br />
(CO) 5M C C C<br />
(CO) 5M C C C<br />
NMe 2<br />
Fc<br />
Abb. 5.45: Die zwei beschrittenen Wege zu<br />
Amino(ferrocenyl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Weg b<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
+[LiFc]<br />
-LiOMe<br />
Bei Weg a kann als Nebenprodukt der Amin-Addition an Komplex 13a (Schritt a2)<br />
auch der Aminocarben-Komplex 17 als Produkt der Aminolyse isoliert werden.<br />
Abb. 5.46: Die zwei Produkte der Aminaddition an Komplex 13a<br />
Der zweite Weg (b) bietet ausgehend von Komplex 1a einen direkteren Zugang zu<br />
Komplex 18. Wird hierbei ein Überschuß des Nukleophils eingesetzt und der Reaktion<br />
mehr Zeit eingeräumt, so wird der Bis(ferrocenyl)allenyliden-Komplex 19 erhalten.
118 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 5.47: Die beiden Produkte bei Addition von Li[Fc] an Komplex 1a<br />
Versuche, Weg b auf andere Metall-Aromaten-<strong>Komplexe</strong> wie Cymantren,<br />
[(CO)3Mn(C5H5)], oder Benzol(tricarbonyl)chrom, [(CO)3Cr(C6H6)], zu übertragen,<br />
führten nicht zu den gewünschten heterodinuklearen <strong>Komplexe</strong>n.<br />
Die analogen Ferrocenyl-substituierten Wolfram-<strong>Komplexe</strong> sind auf beiden Wegen<br />
nicht zugänglich.<br />
(CO) 5Cr<br />
(CO) 5Cr<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
C<br />
C C C<br />
H<br />
18<br />
NMe 2<br />
Fe<br />
(CO) 5Cr<br />
H C<br />
20 7<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
Fe Fe<br />
Abb. 5.48: Die 3 elektrochemisch untersuchten heterodinuklearen <strong>Komplexe</strong><br />
C<br />
C
5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 119<br />
Durch elektrospektroskopische Untersuchungen der strukturell ähnlichen <strong>Komplexe</strong> 7,<br />
20 und 18 sowie den Vergleich mit ähnlichen Verbindungen konnte gezeigt werden,<br />
dass bei Einführung von Elektronen-Donorsubstituenten das HOMO zu einem großen<br />
Teil am Chromatom lokalisiert ist und damit das Oxidationspotential dort abgesenkt<br />
wird. Diese Absenkung scheint so stark zu sein, dass die Oxidation am Chromatom<br />
zuerst erfolgt. Die <strong>Komplexe</strong> 20 und 7 stellen hierfür Grenzfälle dar, bei denen die<br />
einzelnen Oxidationsprozesse schwer trennbar sind.
120 5 Cyclopentadienyl-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 121<br />
6. Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
6.1 Vorbemerkung<br />
Verbindungen mit den Elementen der Gruppe XV („Pnictogene“) mit nicht- oder<br />
halbmetallischem Charakter (N, P und As, Sb) sind in der Koordinationschemie weit<br />
verbreitet. Vor allem Amin- und Phosphan-<strong>Komplexe</strong> sind darüber hinaus in der Regel<br />
sehr stabil und gut untersucht. Dies und die große Variationsmöglichkeit ihrer<br />
sterischen und elektronischen Eigenschaften über die drei Substituenten machen<br />
Amine und Phosphane zu sehr vielfältig nutzbaren Liganden für<br />
Koordinationsverbindungen [165] .<br />
Ph<br />
Ph<br />
P P<br />
Ph Ph<br />
Abb. 6.1: dppm, ein zweizähniger Phosphanligand<br />
Für Verbindungen mit Arsen-, Antimon- oder gar Wismut-Atomen als koordinierende<br />
Spezies hingegen gibt es bedeutend weniger Beispiele [166-168] . Gründe für deren<br />
geringere Verbreitung sind sicher ihre deutlich höhere Toxizität und ihre geringere<br />
Polarisierbarkeit im Vergleich zu den Stickstoff- und Phosphorverbindungen.<br />
Ph<br />
Ph<br />
As As<br />
Ph Ph<br />
Abb. 6.2: dpam, ein zweizähniger Arsanligand<br />
Wie bereits in der Einleitung angeführt, sind Amino-substituierte Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong> mittlerweile weit verbreitet und gut untersucht. Gleichzeitig sind keine<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> bekannt, die Phosphor-substituiert sind. Für Fischer-Carben-<br />
<strong>Komplexe</strong> als „Basis“ der cumulogen Reihe zeigten E. O. Fischer et al. 1983, dass<br />
diese zwar durch Addition von Kaliummetyl(phenyl)phosphid an einen Carbinkomplex<br />
erzeugt werden können [169] . Die Ausbeute an A ist jedoch gering, da als Hauptprodukt
122 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
vor allem der Biscarben-Komplex B durch reduktive Dimerisierung entsteht. Als<br />
weiteres Nebenprodukt konnte der Phosphinocarben-Komplex C erhalten werden, der<br />
jedoch bereits bei Raumtemperatur zum Metallacyclopropan D weiterreagiert (Abb.<br />
6.3).<br />
Abb. 6.3: Synthese eines Phosphinocarben-<strong>Komplexe</strong>s<br />
G. Bertrand et al. stellten 1988 aus einem (Amino)phosphino-Diazomethan als Vorstufe<br />
ein Synthon für ein Phosphinocarben her, das jedoch nur über Abfangreaktionen<br />
nachgewiesen werden konnte [170] (vgl. Abb. 6.4).<br />
N 2<br />
(R 2N) 2P C TMS<br />
hν<br />
- N 2<br />
(R 2N) 2P C TMS<br />
(R 2N) 2P C TMS<br />
Abb. 6.4: Synthese einer als Phosphinocarben reagierenden Verbindung<br />
1994 konnten R. Aumann et al. zeigen, dass sich Phosphino-Substituenten durch<br />
Addition von sekundären Phosphanen am γ-Kohlenstoffatom von<br />
Phenyl(alkinyl)carben-<strong>Komplexe</strong>n einführen lassen.
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 123<br />
Diese Phosphinoalkenylcarben-<strong>Komplexe</strong> waren die ersten Carben-<strong>Komplexe</strong>, die<br />
einen Phosphorsubstituenten trugen und isoliert und charakterisiert werden konnten [171]<br />
(vgl. Abb. 6.5).<br />
Abb. 6.5: Synthese eines (γ-Phosphino)carben-<strong>Komplexe</strong>s<br />
S. Cronje et al. konnten 2005 durch Deprotonierung eines Methylcarben-<strong>Komplexe</strong>s<br />
und anschließende Addition von Diphenyl(chlor)phosphan die Entfernung des<br />
Phosphoratoms zum Carbenkohlenstoffatom um ein Atom verkürzen [172] . Es wurde ein<br />
Gemisch aus Carben-Komplex F und dem Tetracarbonylmetalla(phospha)cyclobuten E<br />
erhalten (vgl. Abb. 6.6). Die bereits bei tiefen Temperaturen leicht erfolgende, unter CO-<br />
Abspaltung verlaufende Transformation von F in E (bei Chrom wesentlich schneller als<br />
bei Wolfram) zeigt die Schwierigkeiten auf, die sich bei zu großer Nähe des<br />
Phosphoratoms zur Metall-Carben-Bindung ergeben.<br />
Abb. 6.6: Synthese eines (β-Phosphino)carben-<strong>Komplexe</strong>s<br />
2008 berichteten N. I. Lugan et al. über die Reaktionen kationischer Mangan-Carbin-<br />
<strong>Komplexe</strong> mit primären oder sekundären Phosphanen (vgl. Abb. 6.7) [173] .
124 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 6.7: Darstellungung eines (α-Phosphino)carben-<strong>Komplexe</strong>s<br />
Bei Einsatz sekundärer Phosphane zerfällt das kationische α-Phosphoniocarben-Addukt<br />
unter Deprotonierung zu η 3 -Phosphinoketen-<strong>Komplexe</strong>n G. Bei Verwendung von<br />
Mono(mesityl)phosphan können jedoch die η 1 -Phosphinocarben-<strong>Komplexe</strong> H erhalten<br />
werden. Diese isomerisieren jedoch in polaren Lösungsmitteln ebenso zu den<br />
entsprechenden Phosphinoketen-<strong>Komplexe</strong>n G.<br />
Bis heute sind also nur wenige α-Phosphinocarben-<strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppe<br />
VI, bei dem das Phosphoratom direkt an das Carbenkohlenstoffatom gebunden ist,<br />
bekannt. Die nächsthöheren Cumulogen der Carbene bieten nun die Möglichkeit, bei<br />
vergleichbarer Reaktivität eine „direkte“ Phosphorsubstitution der Cumuleneinheit zu<br />
erzeugen. So sollte herauszufinden sein, ob die Synthese von Phosphino-Carben-<br />
<strong>Komplexe</strong>n an der Nähe zur (Pentacarbonyl)metall-Einheit (durch Verdrängung eines<br />
Carbonylliganden und Koordination des Phosphans an das Metall) oder an der<br />
Reaktivität des Carben-Kohlenstoffatoms scheitert.
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 125<br />
6.2 Präparative Ergebnisse<br />
6.2.1 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Diphenylphosphan kann leicht durch Lithiierung von Triphenylphosphan und<br />
anschließende wässrige Aufarbeitung gewonnen werden [174] . Dieses wurde wiederum in<br />
THF mit Butyllithium bei -80 °C deprotoniert, und anschließend mit den <strong>Komplexe</strong>n 1a<br />
oder 1b versetzt. Die bisherigen Erkenntnisse zur nukleophilen Addition an<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> (vgl. Kapitel 1.5.4.2, S.21 ff. und Kapitel 3, S. 31 ff.) lassen die<br />
Bildung eines Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>s (vgl. Abb. 6.8) erwarten, der jedoch auch bei tiefen<br />
Temperaturen nicht IR-spektroskopisch nachgewiesen werden konnte. Beim Erwärmen<br />
auf Raumtemperatur konnte die Bildung einer roten Lösung beobachtet werden. Nach<br />
Filtration über Kieselgel und anschließender Entfernung des Lösungsmittels wurden<br />
rotbraune Öle erhalten. Flash-Chromatographie ergab die <strong>Komplexe</strong> 23 als rote Öle<br />
(vgl. Abb. 6.8). Diese sind luft- und temperaturempfindlich; in wasserfreien organischen<br />
Lösungsmitteln sind sie bei Raumtemperatur jedoch mehrere Stunden stabil.<br />
Abb. 6.8: Darstellung der Amino(phosphino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 23<br />
Es konnte eine weitere, violette Fraktion beobachtet werden, die sich mit wesentlich<br />
polareren Lösungsmittelgemischen als Bande auf der Chromatographiesäule zeigt als<br />
das isolierte Produkt. Ob es sich hierbei um ein Oxidationsprodukt oder einen eventuell<br />
gebildeten Bis(phosphino)allenyliden-Komplex handelt, konnte nicht geklärt werden, da<br />
diese Fraktion nicht vom Kieselgel getrennt werden konnte. Die Existenz eines<br />
Bis(phosphino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s scheint jedoch wenig wahrscheinlich, da bei
126 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Durchführung der Reaktion mit einem fünffachen Überschuß an lithiiertem<br />
Diphenylphosphan kein anderes Produkt, das auf eine doppelte Substitution schließen<br />
ließe, erhalten wurde. Auch bei Umsetzung der isolierten <strong>Komplexe</strong> 23 mit einem<br />
Überschuß lithiiertem Diphenylphosphan konnte keine Substitution der Aminogruppe<br />
beobachtet werden (vgl. Abb. 6.9).<br />
Abb. 6.9: Versuchte Darstellung eines Bis(phosphino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s<br />
aus Komplex 23<br />
6.2.2 Koordination an Metall-<strong>Komplexe</strong> – Die <strong>Komplexe</strong> 23 als<br />
Phosphanliganden<br />
Es gibt bereits einige wenige Beispiele für die Koordination weiterer Metall-<strong>Komplexe</strong><br />
an das Stickstoffatom in Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n [100, 175] . Die Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 23<br />
stellen nun nicht nur die ersten Cumulene mit Phosphino-Substitution dar, sie können<br />
auch als „Phosphane mit einem neuen Substituenten“ aufgefasst werden. Die<br />
Koordinationseigenschaften dieser Phosphanliganden wurden daher näher untersucht.<br />
Hierzu wurde vor allem Komplex 23a mit verschiedenen Metall-<strong>Komplexe</strong>n umgesetzt<br />
(vgl. Abb. 6.10).<br />
Abb. 6.10: Bildung der Phosphan-<strong>Komplexe</strong> mit den <strong>Komplexe</strong>n 23 als Ligand
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 127<br />
6.2.2.1 Homobinukleare Metall-<strong>Komplexe</strong> (Metalle der Gruppe VI: Cr, W)<br />
Bei Aminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n des Chroms wurde bei Zugabe von<br />
Pentacarbonyl(THF)wolfram eine Transmetallierungsreaktion [175] beobachtet. Um eine<br />
solche als mögliche Konkurrenzreaktion zu vermeiden, wurden nur die<br />
Pentacarbonyl(THF)-<strong>Komplexe</strong> des jeweils bereits im Komplex vorhandenen Metalls<br />
eingesetzt.<br />
Eine Lösung der <strong>Komplexe</strong> 23a und 23b in THF wurde jeweils mit äquimolaren<br />
Mengen des Pentacarbonyl(THF)metall-<strong>Komplexe</strong>s (Cr: a, W: b) in THF versetzt. Das<br />
Entstehen der Pentacarbonyl(phosphan)-<strong>Komplexe</strong> 24 konnte mittels IR-Spektroskopie<br />
verfolgt werden, da sich sowohl die Carbonylschwingungsbanden beider <strong>Komplexe</strong> als<br />
auch die Cumulenschwingungsbande verschoben. Desweiteren wurde die Farbe der<br />
Lösung heller. Nach zwei Stunden Rühren und anschließender chromatographischer<br />
Aufreinigung wurden die <strong>Komplexe</strong> 24 erhalten (vgl. Abb. 6.11).<br />
(CO) 5M(THF) + (CO) 5M C C C<br />
23 a, b<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
THF<br />
M=Cr(a), W (b)<br />
(CO) 5M C C C<br />
24 a, b<br />
Abb. 6.11: Bildung der homobinuklearen <strong>Komplexe</strong> 24a und 24b<br />
(CO) 5M<br />
6.2.2.2 Heterodinukleare <strong>Komplexe</strong> (Metalle der Gruppen VII, X und XI)<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
Nachdem sich die homobinuklearen <strong>Komplexe</strong> 24 erzeugen ließen und von vielen<br />
Metallen Phosphan-<strong>Komplexe</strong> bekannt sind, lag es nahe, die Eignung des neuen<br />
„Phosphans“ zur Bildung heterodinuklearer <strong>Komplexe</strong> zu untersuchen (vgl. Abb. 6.12,<br />
Tabelle 6.1).
128 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 6.12: Bildung der <strong>Komplexe</strong> 25 - 29<br />
Tabelle 6.1: Verwendete Metall-<strong>Komplexe</strong> zur Synthese der <strong>Komplexe</strong> 25-29<br />
LnM’ Komplex Ln-1M’<br />
CpMn(CO)2(THF) 25 CpMn(CO)2<br />
Ni(CO)4 26 Ni(CO)3<br />
CuI 27 CuI<br />
(PhCN)2PdCl2 28 (PhCN)PdCl2<br />
(SMe2)AuCl 29 AuCl<br />
Hierzu wurden die entsprechenden Metallkomplexe des Typs LnM’ unter Rühren zu<br />
einer Lösung von Komplex 23a in THF gegeben. Die Lösung wurde unter IRspektroskopischer<br />
Beobachtung gerührt, bis sich das IR-Spektrum nicht mehr änderte<br />
und danach chromatograpisch aufgearbeitet. Die <strong>Komplexe</strong> 25 bis 29 wurden als Öle<br />
isoliert. Für Komplex 25 wären bezüglich der Rotation um die Phosphor-Mangan-<br />
Bindung Isomere denkbar; diese wurden in anderen Fällen für sterisch anspruchsvolle<br />
Substituenten am Phosphoratom beobachtet [176] . Im Falle von Komplex 25 sollten sich<br />
diese in ihren Eigenschaften deutlich unterscheiden; es wurden jedoch keine Isomere<br />
beobachtet.<br />
Eine Ausnahme bildete Komplex 26, der nicht isoliert werden konnte. Hier ließ sich<br />
während der Reaktion eine Gasentwicklung beobachten, beim Versuch der<br />
Aufarbeitung an Kieselgel oder Aluminiumoxid zersetzte sich die Reaktionslösung<br />
sofort. Der Nickel-substituierte Phosphinoallenyliden-Komplex 26 ist auch in Lösung<br />
nicht stabil und zerfällt unter Bildung eines schwarzen Pulvers. Auch Versuche zur<br />
Auskristallisation der Verbindung bei tiefen Temperaturen scheiterten. Aus den IR-<br />
Daten des <strong>Komplexe</strong>s konnten jedoch Vergleiche mit anderen Phosphanliganden<br />
gezogen werden (vgl. Kapitel 6.3.1, S. 132 ff.).
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 129<br />
Zur Verdrängung der Phosphanliganden in Palladiumallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n, die jüngst<br />
von unserer Gruppe vorgestellt wurden [177] , reicht die Nukleophilie des Phosphoratoms<br />
in Komplex 23a nicht aus. Beim Rühren einer Lösung von 2 Äquivalenten 23a mit<br />
Komplex I in 10 ml Dichlormethan konnte auch nach mehreren Stunden kein<br />
Phosphanaustausch beobachtet werden.<br />
Abb. 6.13: Versuchter Phosphanaustausch mit Komplex 23a an<br />
Palladium-Allenylidenkomplex I<br />
6.2.2.3 Metall-<strong>Komplexe</strong> mit Metallen der Gruppe VIII (Fe, Ru)<br />
Eine Lösung des <strong>Komplexe</strong>s 23a in THF wurde mit äquimolaren Mengen wasserfreien<br />
Eisen(II)chlorids versetzt. Das Entstehen eines neuen <strong>Komplexe</strong>s konnte nach drei<br />
Stunden mit Hilfe von IR-Spektroskopie und DC-Kontrolle nicht nachgewiesen werden.<br />
Auch die Koordination an dreiwertige Eisen- oder Rutheniumatome, wie sie für andere<br />
Phosphanliganden bekannt ist, gelang nicht. Mehrstündiges Kochen am Rückfluß von<br />
Komplex 23a mit wasserfreiem Eisen(III)chlorid oder Ruthenium(III)chlorid-<br />
Hexahydrat in wasserfreiem Methanol, Ethanol oder Toluol führte nur zur Zersetzung<br />
des Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s, nicht jedoch zur Bildung zweikerniger Produkte. Grund<br />
hierfür dürfte die geringe thermische Stabilität von Komplex 23a im Vergleich zu<br />
Triphenylphosphan sein. Sterische Gründe können nicht auschlaggebend sein, da<br />
Komplex 23a in seiner Raumerfüllung dem Triphenylphosphan, für das diese<br />
Austauschreaktion bekannt ist, sehr ähnlich ist (siehe auch Abschnitt 0 und S. 139).
130 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
MCl n + (CO) 5Cr C C C<br />
23a<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
MeOH,<br />
EtOH,<br />
Toluol<br />
MCl n =FeCl 2,FeCl 3,RuCl 3 x6H 2O<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
Cl 2M<br />
Abb. 6.14: Umsetzung von 23a mit Eisen- und Rutheniumsalzen<br />
6.2.3 Arsinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
Lithium(diphenyl)arsan ist analog Lithium(diphenyl)phosphan nach einer Vorschrift<br />
von Aguiar et al. [178] gut zugänglich. Der Komplex 23a konnte durch Umsetzung von 1a<br />
mit Lithium(diphenyl)phosphan dargestellt werden. Analog zu dieser Synthese sollte<br />
sich der Arsino-substituierte Allenylidenkomplex synthetisieren lassen. Hierzu wurde<br />
Lithium(diphenyl)arsan in THF bei -80° C mit Komplex 1a versetzt. Die<br />
Reaktionslösung wurde 10 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, wobei die Entstehung<br />
des Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>s mittels IR-Kontrolle verfolgt werden konnte. Es entstand eine<br />
für Alkinyl-<strong>Komplexe</strong> typische C≡C-Bande bei 2040 cm -1 , während sich die<br />
Carbonylschwingungsbanden zu niedrigeren Wellenzahlen verschoben (vgl. die Kapitel<br />
3.1, S. 32 f. und 3.2, S. 35 ff.). Um die Methoxygruppe zu entfernen, wurde die Lösung<br />
über Kieselgel mit Et2O als Eluent filtriert. Das erwartete Produkt konnte jedoch nicht<br />
im Filtrat nachgewiesen werden.<br />
Tabelle 6.2: Lagen der Schwingungsbanden der <strong>Komplexe</strong> 1-3 und 22 in THF in cm -1<br />
Komplex ν(CO) ν(CCC)<br />
1 1912 1930 2080 2008<br />
2 1860 1903 2085 2046<br />
3 1873 1909 2081 2035<br />
22 1865 1908 2081 2040<br />
3
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 131<br />
Abb. 6.15: Versuchte Synthese des Arsinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>s<br />
Um die Methoxygruppe aus dem Alkinyl-Komplex zu entfernen wurden Tests mit<br />
verschiedenen zur Abspaltung von Alkoxy-Substituenten üblichen Reagenzien (TMSCl,<br />
Phosgen und TMS-Triflat, sowie den Lewis-Säuren BF3-Etherat, BBr3, BCl3)<br />
durchgeführt. Bei allen eingesetzten Lewis-Säuren entstand im IR-Spektrum eine Bande<br />
bei 1994 cm -1 , jedoch blieb die Bande des Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>s vorhanden. Desweiteren<br />
wurde versucht, den entstandenen Komplex durch Umkristallisieren aus<br />
CH2Cl2/Petrolether-Gemischen verschiedener Mischungsverhältnisse zu isolieren,<br />
jedoch gelang auch dies nicht.
132 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
6.3 Spektroskopische Ergebnisse<br />
6.3.1 IR-Spektroskopie und Tolmans elektronischer Parameter<br />
Die Bandenlagen der CO-Schwingungen der dinuklearen <strong>Komplexe</strong> weichen nicht<br />
signifikant von denen des mononuklearen <strong>Komplexe</strong>s 23a ab. Dies weist darauf hin,<br />
dass die Kommunikation der an das Phosphoratom koordinierten Metalle mit dem an Cα<br />
koordinierten Metallatom nur gering ausgeprägt ist. Die Cumulenbande, ν(CCC), die<br />
näher an der elektronisch veränderten Stelle liegt, verschiebt sich hingegen bei allen<br />
koordinierten <strong>Komplexe</strong>n hin zu niedrigeren Wellenzahlen (vgl. Tabelle 6.3).<br />
Tabelle 6.3: Lage der ν(CCC)-Bande der Phosphino-substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> in THF<br />
Koordiniertes Metall Komplex ν(CCC) [cm -1 ]<br />
- 23a 1984<br />
Pd 28 1976<br />
Au 29 1976<br />
Mn 25 1976<br />
Cr 24a 1977<br />
Cu 27 1983<br />
Die elektronischen Eigenschaften der Substituenten der Phosphanliganden lassen sich<br />
gut durch den von C. A. Tolman eingeführten und nach ihm benannten elektronischen<br />
Parameter beschreiben [179, 180] : er nutze die Lage der a1-Schwingungsbande von<br />
Tricarbonylnickel-Phosphan-<strong>Komplexe</strong>n im IR-Spektrum, um die Auswirkung der<br />
einzelnen Substituenten auf die Donorstärke des Phosphanliganden zu beschreiben.<br />
Diese Methode wird, mit leichten Anpassungen, auch in der Diskussion elektronischer<br />
Eigenschaften von NHC-Liganden verwendet [181] .<br />
Die Gleichung für den Tolmanschen elektronischen Parameter lautet:<br />
νCO(a1) = 2056,1 + Σ χi cm -1 mit i = 1 .. 3 und χi = Parameter des Substituenten
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 133<br />
Mit einer Bandenlage bei 2069 cm -1 einer Lösung von Komplex 26 (vgl. Abb. 6.16) in<br />
Dichlormethan und χi = 4,3 für Phenyl ergibt sich ein χi für den Aminoallenyliden-<br />
Substituenten von 4,3. Dieser Wert zeichnet ihn als einen stark elektronenziehenden<br />
Substituenten für Phosphane aus. Nur Halogen-substituierte Phenylreste oder mehrfach<br />
fluorierte Substituenten sind hier noch stärker elektronenziehend. Durch diese starke<br />
elektronische Ähnlichkeit zu Triphenylphosphan lässt sich auch der nicht erfolgte<br />
Austausch an Komplex I (vgl. Abb. 6.13) erklären.<br />
Abb. 6.16: Komplex 26<br />
Tabelle 6.2: Vergleich der Inkremente χi für verschiedene Substituenten in PX1X2X3<br />
Substituent Xi<br />
χi [cm -1 ]<br />
- t Bu 0<br />
-Me 2,6<br />
-Ph 4,3<br />
-C(NMe2)=C=C=Cr(CO)5 4,3<br />
-p-C6H4F 5,0<br />
-C6F5<br />
11,2<br />
-CF3<br />
19,6
134 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
6.3.2 NMR-Spektroskopie<br />
Die Lage der Signale der Phosphoratome in den 31 P-NMR-Spektren der <strong>Komplexe</strong> 23a<br />
bis 29 zeigt eine deutliche Veränderung im Vergleich zum unkoordinierten<br />
Eduktkomplex 23a. Je elektronenreicher der an das Phosphoratom koordinierende<br />
Metallkomplex, desto geringer ausgeprägt ist diese Verschiebung. Dies zeigt die<br />
Abschwächung der elektronischen Abschirmung des Phosphoratoms, die ein direktes<br />
Resultat der Ladungsverschiebung hin zum koordinierten Liganden ist.<br />
Für jedes Metall lassen sich analoge <strong>Komplexe</strong>, in denen das Metall an<br />
Triphenylphosphan koordiniert, finden. Die einzige Ausnahme bildet hier Kupferiodid,<br />
das mit Triphenylphosphan einen unlöslichen Komplex bildet und von dem deshalb<br />
kein Wert für eine Lösung bestimmt werden kann. Für Komplex 28 mußte eine<br />
Vergleichsverbindung herangezogen werden, in der zwei Phosphoratome an das<br />
Metallatom koordinieren, da kein (Dichloro)benzonitril-Phosphankomplex in der<br />
Literatur bekannt ist.<br />
Tabelle 6.3: Lage des 31 P-Signals (in ppm) der Phosphino-substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 23a–29<br />
sowie der Vergleichsverbindungen V9-V13<br />
Koordiniertes Metall Komplex δ Komplex δ<br />
- 23a 8.8 V9 [182] 5.3<br />
Pd 28 28.8 V10 23.9<br />
Au 29 33.9 V11 [183] 32.9<br />
Cu 27 74.4 - -<br />
Cr 24a 74.5 V12 73.8<br />
Mn 25 78.9 V13 [184] 92.2<br />
Abb. 6.17: Vergleichsverbindungen für Tabelle 6.3
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 135<br />
6.4 Theoretische Studien<br />
6.4.1 Ladungsdichteverteilung, Molekülorbitale<br />
Für die Amino(phosphino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> wurden exemplarisch anhand von 23a<br />
die Orbitalkoeffizientenverteilungen für die reaktivitätsrelevanten Orbitale berechnet<br />
(vgl. Abb. 6.18). Diese zeigen die für Heteroatom-substituierte Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
typische Lokalisierung des HOMOs an dem Cβ-Atom der Cumulenkette und dem<br />
Metall. Das LUMO hingegen ist stark auf dem Cumulenliganden zentriert und weist<br />
einen nur geringen Anteil am Metall auf. Dieser ist jedoch größer als bei<br />
Bis(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n. Dieses LUMO ist ausschließlich auf den ungeraden<br />
Atomen der Cumulenkette zentriert (Abb. 6.18).<br />
Abb. 6.18: HOMO (links) und LUMO (rechts) für den<br />
Amino(phosphino)allenyliden-Komplex 23a<br />
Das energetisch höchste besetzte Molekülorbital, das eine signifikante Elektronendichte<br />
am Phosphoratom aufweist, ist das HOMO-3 (vgl. Abb. 6.19). Dieses wechselwirkt zur<br />
Ausbildung einer koordinativen Bindung mit dem LUMO des daran koordinierten<br />
Metalls. Beim Vergleich mit anderen freien Phosphanen (vgl. Tabelle 6.4) fällt auf, das<br />
diese bereits in ihren HOMO Elektronendichte am Phosphoratom haben und damit bei<br />
der Koordination an Metalle durch die Beteiligung energetisch höherliegender Orbitale<br />
zur Ausbildung einer Bindung ein deutlich größerer Energiegewinn erzielt wird.
136 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Dies zeigt die elektronenziehenden Eigenschaften des „Substituenten“<br />
[C(NMe2)=C=C=Cr(CO)5] [96] , der die Elektronendichte am Phosphoratom deutlich<br />
reduziert und dieses im Vergleich mit anderen Phosphanen zu einem schlechten<br />
Donorliganden macht (vgl. auch S. 129 f.).<br />
Abb. 6.19: HOMO-3 von Komplex 23a<br />
Tabelle 6.4: Energetische Lagen der donierenden Orbitale verschiedener Phosphanliganden<br />
Ligand Donierendes Orbital Energie in eV<br />
PPh3 HOMO -5,1<br />
PMe3 HOMO -5,2<br />
23a HOMO-3 -5,9<br />
6.4.2 Sterischer Anspruch des Liganden, %VBur<br />
Der sterische Anspruch von Phosphanliganden wird im Allgemeinen durch den<br />
Tolmanschen Kegelwinkel θ ausgedrückt. Dieser wurde von C. A. Tolman 1970<br />
eingeführt, da elektronische Eigenschaften der Substituenten allein nicht ausreichten,<br />
um die Auswirkungen von Phosphanliganden auf ihre <strong>Komplexe</strong> und deren<br />
Eigenschaften zu erklären [179, 180] .<br />
Dieser Winkel bezieht sich auf Nickel-Phosphan-<strong>Komplexe</strong>, mit einem definierten<br />
Nickel-Phosphor-Abstand von 2,28 Å und bezeichnet den Winkel des Kegels, der durch<br />
die Tangenten Nickelkern–van-der-Waals-Radien der Substituenten gebildet wird (vgl.<br />
Abb. 6.20).
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 137<br />
R<br />
R R<br />
P<br />
Ni<br />
Abb. 6.20: Der Tolmansche Kegelwinkel θ<br />
Dieser Winkel macht den sterischen Anspruch verschiedener Phosphanliganden über<br />
einfache Zahlenwerte anschaulich vergleichbar. Schwierigkeiten treten jedoch bei<br />
Phosphanen mit unterschiedlichen Resten und <strong>Komplexe</strong>n mit anderen Metallatomen<br />
auf, da hier der Radius des Metallatoms und die elektronischen Eigenschaften des<br />
Metallligandfragments natürlich Auswirkungen auf den Phosphanliganden haben.<br />
Deshalb wurde 2003 von L. Cavallo et al. der %VBur-Wert eingeführt. Dieser Wert<br />
drückt den Anteil aus, den die einzelnen Atome eines Liganden an einer Kugel mit<br />
einem definierten Radius von 3 Å um das Metallatom haben [185] . Auch hier gilt ein<br />
definierter Metall-Ligand-Abstand, der jedoch für jede Metall-Ligand-Kombination<br />
unterschiedlich ist [186, 187] . Diese Methode, den sterischen Anspruch eines Liganden<br />
auszudrücken, ist unabhängig von der Symmetrie des Liganden und wird auch für<br />
andere Ligandtypen wie etwa N-Heterocyclische Carbene angewandt (vgl. Abb.<br />
6.21) [188] .
138 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 6.21: Bestimmung von %VBur für einen NHC-Liganden an einem Ni-Atom<br />
Ausgehend von der Röntgenstrukturanalyse des <strong>Komplexe</strong>s 24a (vgl. S. 139) und<br />
bekannter Werte für Van der Waals-Radien der einzelnen Atome konnte nun für die<br />
beiden tabellierten Standard-Abstände von 2,00 und 2,28 Å %VBur für den Phosphinosubstituierten<br />
Allenylidenkomplex 23a berechnet werden. Der Wert von 2,28 Å ist<br />
derjenige, der in Ahnlehnung an θ (vgl. S. 136 f.) für den Abstand eines<br />
Phosphanliganden zum einem Nickel-Atom festgelegt wurde, um die %VBur-Werte<br />
verschiedener Liganden vergleichbar zu machen.<br />
Für Komplex 23a liegt der %VBur-Wert für diesen Metall-Ligand-Abstand wie auch für<br />
einen Abstand von 2,00 Å zwischen dem von Triphenylphosphan, was aufgrund zweier<br />
identischer Substituenten am Phosphoratom nahe liegend erscheint, und<br />
Tricyclohexylphosphan, das sterisch noch etwas anspruchsvoller ist (vgl. Tabelle 6.4).<br />
Tabelle 6.4: %VBur-Werte für verschiedene Phosphanliganden<br />
Ligand %VBur (200 pm) %VBur (228 pm)<br />
PPh3 [189] 27 22<br />
23a 31 24<br />
PCy3 [189] 32 26<br />
Dies zeigt, dass sich auch bei tieferem „Einsinken“ des Liganden der sterische<br />
Anspruch des Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s 23a im Verhältnis zu anderen tabellierten<br />
Liganden nicht ändert.
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 139<br />
6.5 Röntgenstrukturdaten<br />
Von Komplex 24a konnten aus einem n-Hexan/Diethylether-Gemisch bei -20 °C<br />
Einkristalle erhalten werden, die für eine Röntgenstrukturanalyse geeignet waren. Da<br />
sich in der Elementarzelle zwei bezüglich der Rotation um die Cγ–P-Bindung isomere<br />
Moleküle befinden, deren Daten sich jedoch nicht signifikant unterscheiden, sollen die<br />
Strukturdaten nur eines der beiden Moleküle diskutiert werden.<br />
Tabelle 6.5: Bindungslängen (in Å) und –winkel (in °) der beiden Moleküle (24a-1 und 24a-2)<br />
in der Elementarzelle (s. a. Kap. 8.6.2.8, Zur Benennung der Atome siehe Abb. 6.22)<br />
Bindung 24a-1 24a-2<br />
Abstände [Å]<br />
Cr−COtrans 1,888(2) 1,877(2)<br />
Ø Cr−COcis 1,901 1,903<br />
Cr−C6 1,978(2) 1,988(2)<br />
C6−C7 1,232(3) 1,233(3)<br />
C7−C8 1,382(3) 1,384(2)<br />
C8−N 1,331(2) 1,324(2)<br />
Winkel-Σ an N 359,9 359,9<br />
C8−P 1,862(1) 1,866(2)<br />
P−Cr 2,363(1) 2,363(1)<br />
C8−P−Cr 107,2(1) 107,3(1)<br />
C20−P−C30 99,62(8) 99,84(8)<br />
Cr2−COtrans 1,891(2) 1,896(2)<br />
Ø Cr2−COcis 1,9023 1,9051
140 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
O2<br />
C2<br />
O5 C5<br />
O3<br />
C3<br />
O1<br />
C1<br />
Cr1<br />
O13 O15<br />
C13 C15<br />
O12<br />
C9 C10<br />
N1<br />
C14<br />
O14<br />
C12<br />
Cr2<br />
C11<br />
O11<br />
C6<br />
C4<br />
O4<br />
C7<br />
C8<br />
C25<br />
C24<br />
C20<br />
P1<br />
C23<br />
C30 C35<br />
C31 C34<br />
C32 C33<br />
C21<br />
C22<br />
Abb. 6.22: ORTEP der Struktur von Komplex 24a im Kristall (nur ein Isomer)<br />
Die Cumulenkette ist – vermutlich aufgrund intramolekularer Wechselwirkungen –<br />
leicht geneigt. Die beiden Substituenten der Kette stehen ekliptisch zu zweien der<br />
Carbonylliganden am Chromatom. Die Winkelsumme am Cγ beträgt beinahe 360°<br />
(359,22°); es ist also sp 2 -hybridisiert. Auch für die Phosphino-substituierten<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> zeigt sich – übereinstimmend mit den Erwartungen<br />
(vgl. Abb. 6.24) – eine starke Bindungslängenalternanz mit Abständen von Cr−Cα<br />
1,9775(19), Cα−Cβ 1,232(3) und Cβ−Cγ 1,382(2) Å. Diese sind ähnlich denen im<br />
Dimethylamin(menthyloxy)allenyliden-Komplex V14, wo sie 1,996(6), 1,228(8) und<br />
1,366(7) Å betragen. Dies zeigt, dass der [(CO)5Cr-PPh2]-Substituent immer noch leicht<br />
donierende Eigenschaften gegenüber der Cumulenkette besitzt, da die<br />
Bindungslängenalternanz immer noch deutlicher ausgeprägt ist als im<br />
Diphenylallenyliden-Komplex V3 (1.931(2), 1.249(3) und 1.358(3) Å) [113] . Die<br />
Donoreigenschaften des Diphenylphosphino-Substituenten sind also vergleichbar mit<br />
denen des Menthyloxy-Substituenten in V14.
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 141<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
O<br />
Abb. 6.23: Der Vergleichskomplex V14<br />
Die Winkelsumme am Stickstoffatom des Dimethylamino-Substituenten (359,88°)<br />
zeigt, dass auch dieses planar umgeben und damit sp 2 -hybridisiert ist. Dies belegt, dass<br />
die dipolare Grenzstruktur II (vgl. Abb. 6.24) eine wichtige Rolle für die vorliegenden<br />
Bindungsverhältnisse in Amino(phosphino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n spielt. Die<br />
Entfernung des Stickstoffatoms vom Cγ-Atom der Cumulenkette ist mit 1,331(2) Å<br />
ebenfalls deutlich kürzer als für C(sp 2 )-N(sp 2 ) Bindungen erwartet (1,355 Å) [140] , jedoch<br />
nicht ganz so stark ausgeprägt wie in anderen Aminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n. Dies<br />
spricht für eine starke Bedeutung der Grenzstrukturen I und II, in denen der C-P-<br />
Bindung Einfachbindungscharakter zukommt; diese ist mit 1,8616(18) Å auch im<br />
üblichen Bereich für P-C-Bindungslängen. Die Grenzstruktur III wird zusätzlich durch<br />
die Koordination des Phosphoratoms an das elektronenziehende Cr(CO)5-Fragment<br />
geschwächt.<br />
L nM C C C<br />
L nM C C C<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
I<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
L nM C C C<br />
II III<br />
M = Cr, W<br />
Abb. 6.24: Mesomere Grenzstrukturen für Komplex 23a<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
Die Bindungswinkel am Phosphoratom zeigen deutliche Unterschiede: Die der drei<br />
Substituenten untereinander (C8-P1-C20, C8-P1-C30 und C20-P1-C30) sind etwas
142 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
kleiner als der Tetraederwinkel τ von 109,47°, während die der Phenyl-Substituenten<br />
und dem Pentacarbonyl(chrom)fragment (Cr2-P1-C20 und Cr2-P1-C30) nahe bei 120°<br />
liegen. Dies stimmt mit den Befunden von H. Plastas et al. für V12, (CO)5CrPPh3, gut<br />
überein [190] . Der Winkel zwischen der Cumulenkette und dem<br />
Pentacarbonyl(chrom)fragment ist etwas geringer. Dies ist mit den großen sterischen<br />
Ansprüchen der Phenylreste und des Pentacarbonyl(chrom)fragments zu erklären (vgl.<br />
Abb. 6.25). Gleichzeitig zeigt sich hierin aber auch die Verschiebung des freien<br />
Elektronenpaars des Phosphoratoms in Richtung des koordinierten<br />
Pentacarbonyl(chrom)fragments (und damit die geringe Ausprägung der mesomeren<br />
Grenzstruktur III, vgl. Abb. 6.24).<br />
Tabelle 6.6: Bindungswinkel am Phosphoratom des <strong>Komplexe</strong>s 24a<br />
Winkel zwischen Winkel [°]<br />
Cr2 P1 C8 107,20 (6)<br />
Cr2 P1 C20 119,14 (6)<br />
Cr2 P1 C30 120,83 (6)<br />
C8 P1 C20 102,33 (8)<br />
C8 P1 C30 105,63 (8)<br />
C20 P1 C30 99,62 (8)<br />
Der Allenylidenligand zeigt einen deutlichen trans-Einfluss, da die Bindung des<br />
Chromatoms Cr1 zum trans-ständigen Carbonylliganden (1,888(2) Å) kürzer ist als die<br />
durchschittliche Entfernung zu den cis-ständigen Kohlenstoffatomen (1,901 Å). Die<br />
Donorwirkung des Allenylidenliganden zeigt sich nur wenig in den C-O-<br />
Bindungsabständen der Carbonylliganden von Cr1 (1,147(2) Å für das trans-ständige<br />
Carbonyl gegen 1,147 Å für die cis-ständigen Carbonylliganden). Dies ist beides in V12<br />
stärker ausgeprägt. Hier liegen die Abstände des Metallatoms zu den cis- und dem<br />
trans-ständigen Carbonylliganden bei 1,902, bzw. 1,891(2) Å und auch die<br />
Bindungslängen in den CO-Liganden selbst unterscheiden sich mit 1,147 Å zu<br />
1,154(5) Å deutlicher. Dies belegt das geringere Donor/Akzeptor-Verhältnis von<br />
Komplex 23a als Phosphanligand.
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 143<br />
Das am Phosphoratom koordinierte (Pentacarbonyl)chrom-Fragment steht ebenfalls<br />
beinahe ekliptisch zur Cγ-P-Bindung am Allenylidenliganden (der Torsionswinkel C13,<br />
Cr2, P1, C8 beträgt etwa 6°, vgl. Abb. 6.25). Der Phosphanligand besitzt ebenfalls einen<br />
trans-Einfluss (Abstand Cr2-trans-CO 1,891(2) Å gegenüber 1,902 für Cr2-cis-CO),<br />
während sich die C-O-Abstände der Carbonylliganden nur geringfügig unterscheiden<br />
(etwa 0,002 Å), so dass der Phosphanligand offenbar keine starke σ-Donorwirkung<br />
ausübt. Auch dies steht im Einklang mit anderen Ergebnissen, die dem „Substituenten“<br />
[C(NMe2)=C=C=Cr(CO)5] in etwa die Elektronen-ziehenden Eigenschaften einer<br />
Formyl-Gruppe [C(=O)H] zuweisen [96] .<br />
O15<br />
C15<br />
O14<br />
C14<br />
C13<br />
O13<br />
Cr2<br />
O11<br />
C11<br />
C12<br />
O12<br />
P1<br />
C20<br />
C8<br />
C30<br />
C6 C7<br />
Abb. 6.25: (CO)5CrP-Fragment von Komplex 24a (links) und Blick entlang der<br />
Cr1<br />
P1-Cr2-Achse (CO-Liganden an Cr1 zur besseren Übersicht weggelassen)<br />
C8<br />
P1<br />
Cr2<br />
N1<br />
C9<br />
C10
144 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
6.6 Zusammenfassung und Diskussion<br />
Durch nukleophilen Angriff von Diphenylphosphid an die <strong>Komplexe</strong> 1 konnten nach<br />
Aufarbeitung über Kieselgel die Amino(phosphino)allenylidenkomplexe 23 erhalten<br />
werden.<br />
Abb. 6.26: Darstellung der Amino(phosphino)allenylidenkomplexe 23<br />
Die Tolmanschen Kennwerte (TEP und Kegelwinkel θ) zusammen mit dem<br />
%VBur-Wert zeigen die große Ähnlichkeit der <strong>Komplexe</strong> 23 mit Triphenylphosphan.<br />
An das freie Elektronenpaar des Phosphoratoms lassen sich nun andere Metall-<br />
<strong>Komplexe</strong> koordinieren. Diese Koordination lässt sich wie erwartet IR-spektroskopisch<br />
verfolgen.<br />
Abb. 6.27: Bildung der homobinuklearen <strong>Komplexe</strong> 24<br />
Abb. 6.28: Bildung der heterodinuklearen <strong>Komplexe</strong> 16-20<br />
Die in Form von Ölen erhaltenen heterodimetallischen <strong>Komplexe</strong> lassen sich nicht in<br />
kristallinem Zustand erhalten, während die homobinuklearen <strong>Komplexe</strong> 24a und 24b in<br />
kristalliner Form erhalten werden konnten.
6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 145<br />
Die geringe Stabilität der <strong>Komplexe</strong> 23 und 25-29 bei Raumtemperatur zeigt jedoch,<br />
dass die Instabilität Phosphino-substituierter <strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppe VI<br />
nicht allein von der Entfernung des Metalls von der Phosphino-Gruppierung abhängt.<br />
Bei dem Versuch, durch die Verwendung von Diphenylarsenid zu dem analogen<br />
Arsinoallenyliden-Komplex zu gelangen, konnte zwar der zunächst gebildete<br />
Arsinoalkinyl-Komplex im Tieftemperatur-IR-Spektrum beobachtet werden. Dieser<br />
eliminierte jedoch nicht wie erhofft die Alkoxygruppe unter Bildung des<br />
Arsinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>s.<br />
Abb. 6.29: Versuchte Synthese des Arsinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong>s<br />
All diese Ergebnisse bestätigen, dass eine Aminogruppe als Substituent an der<br />
Cumulenkette nicht ausreicht, um die Akzeptorstärke beliebiger (Zweit-)Substituenten<br />
zu kompensieren. Insgesamt ist die Variationsmöglichkeit bezüglich des zweiten<br />
Heteroatom-substituenten hier wohl auf die erste Reihe der Gruppen XV und XVI des<br />
Periodensystems (N und O) sowie – bereits in deutlich geringerer Stabilität resultierend<br />
– deren zweite Reihe (P und S) beschränkt.
146 6 Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
E<br />
E=N,O,<br />
P, S<br />
Abb. 6.30: (Stabile) Heteroatom-substituierte Aminoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Von Komplex 26 konnte aufgrund seines schnellen Zerfalls nur ein IR-Spektrum<br />
erhalten werden, was wohl an der geringen σ-Donorfähigkeit von Komplex 23a liegt.<br />
Abb. 6.31: Struktur von Komplex 26<br />
Diese Tatsache war der Anlass zu weiteren Untersuchungen, die Rückschlüsse auf den<br />
Grund für die Instabilität, bzw. den Zerfallsweg ermöglichen sollten.
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 147<br />
7. Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Bis vor kurzem waren nur Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppen VI bis IX<br />
bekannt [131] . Erst 2009 gelang es N. Szesni aus unserer Arbeitsgruppe, die ersten<br />
Palladiumallenyliden-<strong>Komplexe</strong> zu synthetisieren [177] . Diese können durch Insertion<br />
eines Palladium-<strong>Komplexe</strong>s in ein 1-Brom-alkin und anschließende Alkylierung<br />
erhalten werden (siehe Abb. 7.1). Im Gegensatz zu Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n der Gruppe<br />
VI sind diese <strong>Komplexe</strong> kationisch.<br />
Br<br />
PPh 3<br />
O<br />
H C C C<br />
OMe<br />
Pd C C C<br />
PPh 3<br />
NMe 2<br />
NMe 2<br />
OTf<br />
NBS, AgNO 3<br />
MeOTf<br />
O<br />
Br C C C<br />
Br<br />
PPh 3<br />
NMe 2<br />
(PPh 3) 4Pd<br />
-2PPh 3<br />
O<br />
Pd C C C<br />
PPh 3<br />
Abb. 7.1: Synthese von Palladiumallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
NMe 2<br />
Nachdem der Nickel-substituierte Phosphinoallenyliden-Komplex 26 nicht stabil war<br />
und unter Bildung eines schwarzen Pulvers zerfiel (vgl. S. 127 f.), stellte sich die Frage,<br />
ob diese Reaktion über einen Nickel-Allenylidenkomplex verlaufen könnte und ob<br />
solche <strong>Komplexe</strong> überhaupt zugänglich sind.<br />
Anfangs wurde deshalb versucht, Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> durch Addition von<br />
Dimethylpropiolamid an durch CO-Abspaltung aus Nickeltetracarbonyl entstehendes<br />
Nickeltricarbonyl und anschließende Alkylierung zu erhalten.
148 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Gab man zu einer Lösung von Ni(CO)4 in THF ein Äquivalent des zuvor lithiierten<br />
Propiolamids, so konnten im IR-Spektrum der Lösung Banden beobachtet werden, die<br />
für die Bildung eines Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>s sprachen. Dieser ließ sich jedoch weder<br />
isolieren noch nach Wechsel des Lösungsmittels alkylieren.<br />
Li<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
O<br />
+ Ni(CO) 4 (CO) 3Ni C C C<br />
-CO<br />
? O<br />
+[Me 3O] +<br />
(CO) 3Ni<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
Abb. 7.2: Gescheiterte Versuche, Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> aus Ni(CO)4 darzustellen<br />
Eine Transmetallierung war bei Versetzen einer Lösung von Komplex 1a in THF mit<br />
einem Äquivalent Nickeltetracarbonyl ebenfalls nicht zu beobachten. Auch das<br />
Versetzen einer Lösung von Komplex 1a in THF mit einem Überschuss<br />
Nickeltetracarbonyl führte selbst nach mehreren Tagen nicht zur Bildung eines<br />
Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>s durch Transmetallierung. Möglicherweise reicht die<br />
geringe Donorwirkung des Allenylidenliganden nicht aus, um Tricarbonylnickel-<br />
<strong>Komplexe</strong> zu stabilisieren.<br />
Abb. 7.3: Gescheiterte Versuche, Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> aus Ni(CO)4 darzustellen
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 149<br />
Es musste daher ein anderer Syntheseweg für Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> gefunden<br />
werden. Darüber hinaus schien die Verwendung eines im Vergleich mit [Ni(CO)3]<br />
elektronenreicheren [LnNi]-<strong>Komplexe</strong>s angebracht: durch Kupfer-katalysierte, unter<br />
HCl-Abspaltung verlaufende Reaktion können entsprechende Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
aus Cyclopentadienyl(phosphan)nickelhalogenid-<strong>Komplexe</strong>n und endständigen Alkinen<br />
erhalten werden [191] .<br />
Durch die Wahl geeigneter Alkine sollte sich so ein synthetischer Zugang zu<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n des Nickels finden lassen. Einerseits sind hier alkylierbare<br />
Alkine wie N,N-Dimetylpropiolamid denkbar, andererseits scheint auch die<br />
Verwendung von Propargylalkoholen aussichtsreich, aus denen analog zur Synthese<br />
von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n anderer Metalle (vgl. S. 12 ff.) durch Abspaltung der<br />
Hydroxygruppe ebenfalls Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> entstehen sollten.<br />
Da auch Nickel-<strong>Komplexe</strong> katalytische Aktivität aufweisen [192, 193] , könnte dies den<br />
einfachen Zugang zu einer neuen Klasse solcher <strong>Komplexe</strong> ermöglichen. Durch die<br />
direkte Kupplung der jeweiligen Alkine mit dem Nickel-Halogenid lässt sich eine<br />
vorherige Bromierung des Alkins umgehen. Dadurch wäre ein solcher Syntheseweg<br />
kürzer als der für Palladiumallenyliden-<strong>Komplexe</strong>.
150 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
7.1 Präparative Ergebnisse<br />
Zunächst galt es, einen einfachen Weg zu einem Nickelhalogenid-Komplex zu finden,<br />
der anschließend mit den verschiedenen Alkinen gekuppelt werden konnte.<br />
7.1.1 Vorversuche<br />
In Vorversuchen wurde eruiert, welches Nickelhalogenid die am besten geeignete<br />
Vorstufe für die Bildung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> ist. Da die Synthese der<br />
Cyclopentadienyl-Trimethylphosphan-Nickelhalogenid-<strong>Komplexe</strong> für verschiedene<br />
Halogenide (Cl, Br, I) bisher nur über die Reaktion von Thalliumcyclopentadienid mit<br />
Dihalogeno(diphosphan)nickel bekannt war (Abb. 7.4) [194, 195] , wurde versucht, analog<br />
zu der für Cp(Ph3P)NiCl (30a) bekannten Methode den analogen Bromo-Komplex 30b<br />
zu erhalten. Dieser Weg erschien zum einen einfacher, zum anderen werden keine<br />
toxischen Thallium-Salze benötigt.<br />
Abb. 7.4: Bisheriger Darstellungsweg für Nickelhalogenid-<strong>Komplexe</strong> (X = Cl, Br, I)<br />
Hierzu wurde wasserfreies Ni(II)bromid zunächst in Butanol mit Triphenylphosphan<br />
zum Dibromo[Bis-triphenylphosphan]nickel(II) [Br2(PPh3)2Ni] umgesetzt und nach<br />
Filtration und Trocknung im Ölpumpenvakuum mit Nickelocen in Tetrahydrofuran<br />
unter Rückfluß gekocht. Nach Umkristallisation aus einem n-Hexan/Benzol-Gemisch<br />
wurde ein rotes Pulver erhalten (vgl. Abb. 7.5). Durch einen weiteren<br />
Kristallisationsschritt konnten aus Dichlormethan Kristalle erhalten werden, die mit<br />
Zunehmender Dicke ihre Färbung von rot nach blau änderten. Die Zusammensetzung<br />
des <strong>Komplexe</strong>s konnte durch eine Elementaranalyse, die Struktur durch eine<br />
Röntgenstrukturanalyse (vgl. Abb. 7.6 sowie Tabelle 7.7) bestätigt werden.
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 151<br />
Abb. 7.5: Syntheseweg für Cp(Ph3P)NiBr (30b)<br />
Die Kupplung der beiden Nickel-<strong>Komplexe</strong> mit N,N-Dimethylpropiolamid unter<br />
identischen Bedingungen zeigte jedoch deutlich bessere Ausbeuten für den Chlorosubstituierten<br />
Komplex (83 gegen 62 %). Dies war umso erfreulicher, als dass die<br />
Synthese der Vorstufen ebenfalls für den Chloro-Komplex die besseren Ausbeuten<br />
aufweist.<br />
C25<br />
C5<br />
C26<br />
C1<br />
C4<br />
Br1<br />
C2<br />
C3<br />
Ni1<br />
C16<br />
C21<br />
P1<br />
C22<br />
C15 C11<br />
C31<br />
C32<br />
C14<br />
C36<br />
C12<br />
C13<br />
C35 C33<br />
C34<br />
Abb. 7.6: ORTEP der Struktur von 30b im Kristall<br />
C24<br />
C23
152 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Tabelle 7.7: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 30b<br />
Abstände [Å]<br />
Ni(1)-C(1) 2,102(3) Ni(1)-Br(1) 2,3185(5)<br />
Ni(1)-C(2) 2,152(3) Ni(1)-P(1) 2,1510(9)<br />
Ni(1)-C(3) 2,067(3) P(1)-C(21) 1,821(3)<br />
Ni(1)-C(4) 2,109(3) P(1)-C(31) 2,821(3)<br />
Ni(1)-C(5) 2,160(3) P(1)-C(41) 2,823(3)<br />
Bindungswinkel [°]<br />
P(1)-Ni(1)-Br(1) 94,70(3) C(21)-P(1)-Ni(1) 112,79(9)<br />
C(31)-P(1)-C(21) 108,05(12) C(31)-P(1)-Ni(1) 113,32(9)<br />
C(31)-P(1)-C(41) 105,45(12) C(41)-P(1)-Ni(1) 113,37(9)<br />
C(21)-P(1)-C(41) 103,09(12)<br />
7.1.2 Verwendung von Propargylalkoholen<br />
Als Propargylalkohole für diesen Syntheseweg wurden 1,1-Diferrocenyl-propinol und<br />
3,3-Bis(p-dimethylamino-phenyl)-propinol eingesetzt. Beide wurden unter<br />
dünnschichtchromatographischer Kontrolle des Reaktionsfortschritts mit<br />
[Cp(Ph3P)NiCl] und katalytischen Mengen Kupferiodid in Triethylamin gerührt; jedoch<br />
konnte in beiden Reaktionslösungen auch nach mehreren Tagen<br />
dünnschichtchromatographisch kein Reaktionsfortschritt beobachtet werden (Abb. 7.7).<br />
Abb. 7.7: Versuchte Synthese ausgehend von Propargylalkoholen
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 153<br />
7.1.3 Addition alkylierbarer, endständiger Alkine<br />
7.1.3.1 Kupfer-katalysierte Kupplung<br />
Als Vorstufe für Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppe VI hat sich eine<br />
Vielzahl von endständigen Alkinen bewährt, die auch für die Kupfer-katalysierte<br />
Kupplung mit einem Nickelatom zur Verfügung stehen sollten. Eine Reihe einfach<br />
zugänglicher Vertreter dieser Alkine wurde daher unter Kupfer(I)-Katalyse mit<br />
[Cp(Ph3P)NiCl] 30a oder [Cp(Ph3P)NiBr] 30b umgesetzt. Hierdurch konnten die<br />
entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 31-33, 36 und 37 erhalten werden (Abb. 7.8).<br />
Abb. 7.8: Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> durch Kupfer-katalysierte Kupplung
154 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
7.1.3.2 Vereinfachte Addition durch vorherige Deprotonierung der Alkine<br />
Als alternative Methode zur Erzeugung von Alkinyl-, aber auch Alkyl- oder Aryl-<br />
<strong>Komplexe</strong>n des Phosphan(Cyclopentadienyl)Nickels war bisher nur die Umsetzung der<br />
entsprechenden Halogenid-<strong>Komplexe</strong> mit einer geeigneten Grignard-Verbindung<br />
bekannt [196] .<br />
Cp(Ph3P)NiX Cl Mg R<br />
Et2O X = Cl, Br<br />
Ph3P Ni<br />
R = Alkyl, Aryl, Akinyl<br />
Abb. 7.9: Darstellung von Alkyl-, Alkinyl- und Arylnickel-<strong>Komplexe</strong>n<br />
aus den entsprechenden Grignard-Verbindungen<br />
Zur Synthese von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n von Metallen der Gruppe VI hat sich<br />
hingegen die Methode bewährt, die endständigen Alkine mithilfe von Buthyllithium zu<br />
deprotonieren und anschließend in die Koordinationssphäre eines geeigneten Metalls als<br />
σ-Donorligand einzuführen (vgl. Kapitel 1.5.2, S. 11 ff.). Diese Vorgehensweise ließ<br />
sich erfolgreich auf die Herstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> übertragen (vgl. Abb.<br />
7.10). Die Ausbeuten sind nochmals besser und auch die Aufreinigung durch Filtration<br />
über Kieselgel verläuft wesentlich einfacher als für die Kupfer-katalysierte Kupplung,<br />
da wesentlich weniger Nebenprodukte entstehen.<br />
R
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 155<br />
Abb. 7.10: Darstellung der <strong>Komplexe</strong> 31 und 32<br />
durch Addition deprotonierter Alkine<br />
7.1.4 Ligandaustausch an Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Die erhaltenen Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> bieten eine weitere<br />
Derivatisierungsmöglichkeit, da der Phosphanligand durch stärkere Donorliganden<br />
austauschbar sein sollte; dieses Konzept konnte bereits bei den oben genannten<br />
Palladiumalkinyl-<strong>Komplexe</strong>n erfolgreich angewandt werden [177] .<br />
Um die Eignung der analogen Nickel-<strong>Komplexe</strong> für einen solchen Austausch zu<br />
untersuchen, wurde eine Lösung von Komplex 32 in Dichlormethan mit einem<br />
Äquivalent Trimethylphosphan versetzt und eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt.<br />
Dünnschichtchromatographisch konnte hierbei keine Umsetzung festgestellt werden, im<br />
IR-Spektrum jedoch verschob sich die Alkinylbande um vier reziproke Zentimeter zu<br />
kleineren Wellenzahlen. Dies entspricht den Erwartungen beim Einführen eines<br />
stärkeren Liganden am Metallatom. Nach Aufreinigung der Reaktionsmischung über<br />
Kieselgel wurde ein ebenfalls grünes Öl erhalten, das in den NMR- und Massenspektren<br />
die für Komplex 34 erwarteten Signale aufweist.<br />
Abb. 7.11: Phosphanaustausch an Komplex 32
156 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Um den Triphenylphosphanliganden in Komplex 32 gegen N-heterocyclische<br />
Carbenliganden (NHCs) auszutauschen, die ebenfalls aufgrund ihrer starken<br />
Donoreigenschaften vielfach verwendet werden (vgl. S. 5) [185] , wurde zunächst derselbe<br />
Weg wie für die Bildung von Komplex 34 gewählt. Der erwünschte Austausch konnte<br />
jedoch bei Zugabe von [SIMesCl] (Abb. 7.12) zu einer Lösung von Komplex 32 nicht<br />
beobachtet werden. Um dennoch einen NHC-substituierten Komplex zu erzeugen,<br />
wurde der entsprechende [Cp(SIMes)NiCl]-Komplex nach S. P. Nolan et al. [197]<br />
dargestellt und anschließend mit Propiolamid gekuppelt. Auf diesem Weg war es<br />
möglich, doch noch den NHC-koordinierten Komplex 35 zu erzeugen (Abb. 7.13).<br />
Abb. 7.12: 1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-4,5-dihydroimidazol-2-yliden-chlorid<br />
(SIMesCl)<br />
Abb. 7.13: Darstellung des <strong>Komplexe</strong>s 35
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 157<br />
7.1.4.1 Theoretische Studien zum Verlauf des Phosphanaustauschs<br />
Um diese unterschiedlichen Ergebnisse für den Ligandaustausch an Komplex 32 (die<br />
Substitution von PPh3 durch PMe3 ist möglich, nicht jedoch diejenige durch SIMes)<br />
besser erklären zu können, wurde der Verlauf des Phosphanaustauschs mittels DFT-<br />
Rechnungen näher untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Austausch<br />
über einen assoziativen Mechanismus verläuft, bei dem zuerst der Ligand mit den<br />
besseren Donoreigenschaften (Trimethylphosphan) zusätzlich an das Nickelatom<br />
koordiniert (vgl. Abb. 7.14), woraufhin die sterische „Überfrachtung“ des<br />
Zwischenprodukts dadurch abgebaut wird, dass der Ligand mit den schlechteren<br />
Donoreigenschaften und dem deutlich höheren sterischen Anspruch<br />
(Triphenylphosphan) abgespalten wird.<br />
Abb. 7.14: Berechnetes Energieschema für den Ligandaustausch an Komplex 32<br />
und beide möglichen Wege (in kJ/mol; nicht maßstabsgetreu)
158 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Die Tatsache, dass das Zwischenprodukt eine η 2 -Koordination des<br />
Cyclopentadienylliganden aufweist (vgl. Abb. 7.15), die bisher nicht für solche Liganden<br />
beobachtet werden konnte, zeigt jedoch, dass diese Ergebnisse mit Vorsicht zu<br />
betrachten sind. Auch dass sich dieser Zustand weder IR- noch NMR-spektroskopisch<br />
beobachten lässt, kann einerseits Beleg dafür sein, dass der Eliminierungsschritt<br />
deutlich schneller verläuft als die Bildung dieses Zwischenprodukts. Andererseits<br />
sprechen damit jedoch keinerlei analytische Daten für diesen Verlauf.<br />
Ni<br />
P<br />
P<br />
Abb. 7.15: Berechnetes Zwischenprodukt des Phosphanaustauschs (ohne H-Atome)<br />
N<br />
O
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 159<br />
7.1.5 Koordination von Bortrifluorid an Komplex 36<br />
Bisherige präparative, spektroskopische und theoretische Ergebnisse belegen eine<br />
bevorzugte Polarisierung von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n, bei der sich die positive Ladung<br />
am Ende der Cumulenkette befindet, während das Metallatom elektronenziehend wirkt<br />
und damit eher negativiert ist (vergleiche hierzu auch die in dieser Arbeit häufig<br />
diskutierten mesomeren Grenzformen II und III, Abb. 7.16).<br />
Abb. 7.16: Polarisierung der mesomeren Alkinyl-Grenzformen II und III der<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppe VI<br />
N. Szesni konnte in unserer Arbeitsgruppe bereits zeigen, dass Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
von Metallen der Gruppe VI mit Pyridin als cyclischer Endgruppe am Sickstoffatom<br />
von starken Lewis-Säuren wie Trialkyloxonium alkyliert werden können [100] . Mit<br />
schwachen Lewis-Säuren wie Trifluorbromid findet jedoch keine Reaktion statt. 2008<br />
stellten H. Chou et al. einen Rutheniumalkinyl-Komplex vor, der durch die<br />
Koordination der (schwachen) Lewis-Säure Bortrifluorid an das Stickstoffatom des<br />
endständigen 2-Pyridinringes und begünstigt durch starke Donorliganden eine dem oben<br />
gezeigten Schema entgegengesetzte Polarisierung aufweist [198] (vgl. Abb. 7.17 links).<br />
Der Nickelalkinyl-Komplex 36 bot nun die Möglichkeit, die Reaktivität des 2-(Pyridyl)ethinyl-Liganden,<br />
der an einen Nickel-Komplex koordiniert, gegenüber der schwachen<br />
Lewis-Säure Bortrifluorid zu untersuchen.
160 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 7.17: Vergleich der an [BF3] koordinierenden Alkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
In Dichlormethan reagiert Komplex 36 langsam mit Bortrifluorid unter Bildung eines<br />
goldfarben schimmernden, braunen Niederschlags. Dieser zeigt alle für Komplex 38<br />
(vgl. Abb. 7.17 rechts) erwarteten analytischen Daten, erweist sich jedoch als instabil an<br />
Luft.<br />
7.1.6 Darstellung der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Die erhaltenen Nickel-Alkinyl-<strong>Komplexe</strong> konnten nun erfolgreich mit einem<br />
Äquivalent Trimethyloxonium-tetrafluoroborat alkyliert werden (vgl. Abb. 7.18).<br />
Hierbei verschiebt sich im IR-Spektrum die Alkinylbande ν(CCC) zu kleineren<br />
Wellenzahlen, was auf eine Stärkung des Cumulencharakters in der Kohlenstoffkette<br />
hinweist.<br />
Ph 3P<br />
Ni<br />
O<br />
C C C<br />
31-33<br />
R<br />
[Me 3O][BF 4]<br />
CH 2Cl 2<br />
Ph 3P<br />
R = OMenthyl (31, 40), NMe 2 (32, 41), Ph (33, 42)<br />
OMe<br />
Ni C C C<br />
40-42<br />
R<br />
Abb. 7.18: Synthese der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 40-42<br />
durch Alkylierung der entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
[BF 4]<br />
Auch für die Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 34 und 35 konnte diese Methode erfolgreich<br />
angewandt werden.
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 161<br />
Abb. 7.19: Synthese der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 46 und 47<br />
durch Alkylierung der entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
7.1.6.1 Verwendung anderer Alkylierungsmittel<br />
Die Darstellungsroute über Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> ermöglicht eine einfache Variation<br />
der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>. Für die Alkylierung lassen sich verschiedene<br />
Alkylierungsmittel verwenden, wodurch die kationischen Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
verschiedene Gegenionen erhalten.<br />
Chromallenyliden-<strong>Komplexe</strong> mit cyclischer Endgruppe werden in deutlich besseren<br />
Ausbeuten erhalten, wenn die Alkylierung mit Triethyl- anstelle von Trimethyloxonium-tetrafluoroborat<br />
erfolgt. Deshalb erfolgte die Alkylierung der entsprechenden<br />
Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 36 und 37 zu den Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n 48 und 49 mit<br />
diesem (vgl. Abb. 7.20).<br />
Abb. 7.20: Synthese der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 48 und 49<br />
durch Alkylierung der entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
Die <strong>Komplexe</strong> 31, 32 und 33 konnten erfolgreich mit Methyltrifluorsulfonsäureester<br />
anstelle von Trimethyloxonium-Tetrafluoroborat alkyliert werden (vgl. Abb. 7.21).
162 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 7.21: Synthese der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 43-45<br />
durch Alkylierung der entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
Die so erhaltenen Trifluormethansulfonate 43-45 zeigen sich im Vergleich zu den<br />
entsprechenden Tetrafluoroboraten 40-42 als deutlich hygroskopischer, während sich<br />
die spektroskopischen Daten kaum unterscheiden.
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 163<br />
7.1.7 Verwendung chelatisierender Liganden<br />
Es sind bereits <strong>Komplexe</strong> einer Vielzahl von Metallatomen bekannt, in denen der<br />
Cyclopentadienylligand mit einem Diphenylphosphanliganden über eine Ethylen-<br />
Einheit verknüpft ist [199] . Für Nickel ist die Koordination an Liganden bekannt, in denen<br />
das Phosphoratom zwei tert-Butylreste trägt [200] . Um den Chelatliganden mit dem bisher<br />
verwendeten Cyclopentadienyl(triphenylphosphan)-Motiv vergleichen zu können,<br />
wurde deshalb versucht, den entsprechenden (Diphenylphosphinoethyl)cyclopentadienyl-Liganden<br />
an ein Nickel(II)-Ion zu koordinieren, das nach Möglichkeit<br />
zur weiteren Umsetzung ein Halogenid trägt.<br />
Abb. 7.22: Synthese des Chelatliganden<br />
Nachdem die Darstellung und Handhabung bei der Herstellung des Chelatliganden aus<br />
Natriumcyclopentadienid und 1-Chloro-2-(diphenylphosphino)ethan (vgl. Abb. 7.22)<br />
nach C. Charrier [201] sich als schwierig erwiesen, wurde der Syntheseweg von M. Cowie<br />
et al. beschritten. Hierzu wurde der Propanring in Spiro[2.4]hepta-4,6-dien [202] durch<br />
Kaliumdiphenylphosphid geöffnet (vgl. Abb. 7.23) und so direkt das Kaliumsalz des<br />
gewünschten Liganden erhalten [203] .<br />
Abb. 7.23:Synthese von ([Diphenylphosphinoethyl]cyclopentadienyl)-Kalium<br />
Dieses Kaliumsalz sollte nun durch einfaches Umsalzen mit einem geeigneten<br />
Nickeldihalogenid den gewünschten (η 5 :κ(P)-[Diphenylphosphinoethyl]-<br />
cyclopentadienyl)-Nickel-Halogenidkomplex ergeben. Die Bildung des entsprechenden<br />
([Diphenylphosphinoethyl]cyclopentadienyl)-Nickelhalogenid-<strong>Komplexe</strong>s gelingt<br />
hierbei nur bei Verwendung von Nickel(II)iodid; das entsprechende Chlorid reagiert
164 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
nicht, mit dem Bromid ist erst nach mehreren Stunden eine leichte Farbänderung der<br />
Lösung zu beobachten.<br />
Abb. 7.24: Versuche zum Kalium-Nickel-Austausch<br />
Versuche, das Kaliumion durch Zugabe von 18-Krone-6 oder<br />
Tetrabutylammoniumchlorid abzufangen und so die Reaktion mit Nickelchlorid oder<br />
-bromid zu erzwingen, scheiterten. Hier scheint vermutlich der Anteil an ionischem<br />
Charakter des bei der Reaktion entstehenden Kaliumhalogenids entscheidend zu sein:<br />
Während beim Kaliumchlorid und -bromid (1,9, bzw. 1,8 Elektronegativitätsdifferenz<br />
nach Allred und Rochow [204] ) die kovalenten Bindungsanteile noch überwiegen, liegt<br />
der ionische Charakter der Bindung im Kaliumiodid deutlich über 50%<br />
(Elektronegativitätsdifferenz 1,3; der Übergang zwischen den beiden Bindungsarten<br />
liegt etwa bei 1,7).<br />
Abb. 7.25: Darstellung des Chelatkomplexes 30c<br />
Die Struktur von Komplex 30c konnte anhand spektroskopischer Daten bestätigt<br />
werden. Ähnlich wie für die Vergleichsverbindung V15 [205] kann auch hier in Lösung<br />
keine Unterscheidung zwischen den beiden möglichen Isomeren getroffen werden. Eine<br />
Röntgenstrukturanalyse<br />
Bindungsverhältnisse.<br />
ermöglichte eine genauere Betrachtung der
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 165<br />
Abb. 7.26: Vergleichsverbindung V15<br />
C17 C16 C15<br />
C25 C26<br />
C14<br />
C11<br />
C24<br />
C23 C22<br />
C21 P1<br />
C36<br />
C31<br />
Ni1 C12<br />
I1<br />
C13<br />
C35<br />
C34<br />
C32<br />
C33<br />
Abb. 7.27: ORTEP der Struktur von Komplex 30c im Kristall<br />
Der Winkel, den der P1-Metallatom-Vektor mit der Cp-Ebene einschließt, passt mit<br />
121,8° in die Reihe der bei anderen Metallatomen beobachteten Werte. Es kann eine<br />
Tendenz zu größerem Winkel mit steigender Ordnungszahl des Metalls beobachtet<br />
werden (vgl. Tab. 7.8).<br />
Tab. 7.8: Vergleich des Cp-M-P-Winkels von Übergangsmetallionen der 1. Reihe<br />
Verbindung Metall-Ion Winkel [°]<br />
V16 [206] Ti 98<br />
V17 [207] Cr 110<br />
V15 Mn 115<br />
V18 [208] Fe 116<br />
30c Ni 121
166 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 7.28: Die Vergleichsverbindungen V16-V18<br />
Ähnlich wie in Komplex 24a sind die Winkel am Phosphoratom, die das Nickelatom<br />
einschließen, deutlich größer, während die Winkel der anderen Substituenten etwas<br />
kleiner sind als der Tetraederwinkel τ (109,47°).<br />
Tabelle 7.9: Bindungswinkel am Phosphoratom des <strong>Komplexe</strong>s 30c<br />
Winkel zwischen Winkel [°]<br />
Ni1 P1 C17 107<br />
Ni1 P1 C21 119<br />
Ni1 P1 C31 120<br />
C17 P1 C21 102<br />
C21 P1 C31 105<br />
C31 P1 C21 99<br />
Diese sowie die Winkel entlang der Ethylen-Brücke sind ähnlich den Werten, die für<br />
die Struktur V15 von M.Gockel gefunden wurden [205] . Sowohl von Komplex 30c als<br />
auch von V15 kann im Kristall nur eines der beiden möglichen Isomere gefunden<br />
werden (vgl. Abb. 7.29).
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 167<br />
C5 C6<br />
C4<br />
C3<br />
C8<br />
C7<br />
O1<br />
Mn1<br />
C1<br />
C2<br />
O2<br />
Ph<br />
P1<br />
C9<br />
Ph<br />
C14 C13<br />
C15<br />
C16 C12<br />
C17<br />
C18<br />
Ph<br />
P1<br />
Ni1<br />
Abb. 7.29: Faltung der Ethylenbrücke in 30c und V15<br />
(Phenylringe zur besseren Übersicht weggelassen)<br />
Dies deutet auf eine sehr geringe Energiebarriere für die Drehung der Metall-<br />
Phosphoratom-Bindung, die ein „Umklappen“ der Ethylenbrücke bewirkt, hin.<br />
Abb. 7.30: „Umklappen“ der Ethylenbrücke in 30c und V15<br />
Aus Komplex 30c konnte, analog zu den <strong>Komplexe</strong>n 30a und 30b, durch die Kupferkatalysierte<br />
Reaktion mit Dimethylpropiolamid der entsprechende Nickelalkinyl-<br />
Komplex 39 erhalten werden (Abb. 7.31).<br />
Abb. 7.31: Umsetzung des Chelatkomplexes 30c zum Alkinylkomplex 39<br />
I1<br />
Ph
168 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Aus diesem wurde durch anschließende Alkylierung mit Trimethyloxoniumtetrafluoroborat<br />
der entsprechende Nickelallenyliden-Komplex 50:<br />
Abb. 7.32: Darstellung des Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>s 50 aus 39
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 169<br />
7.2 Theoretische Studien zur Reaktivität der <strong>Komplexe</strong><br />
Die berechneten Molekülorbitale der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> zeigen, im<br />
Gegensatz zu den Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n der Metalle der Gruppe VI einerseits [95] aber<br />
auch denjenigen des Palladiums [177] andererseits, eine eine Lokalisierung des LUMOs<br />
ausschließlich am Cα-Atom der Cumulenkette (vgl. Abb. 7.33).<br />
Abb. 7.33: LUMO der <strong>Komplexe</strong> 1b (links) und 41 (rechts)<br />
Auch eine Populationsanalyse zeigt eine starke positive Ladung am Cα-Atom der<br />
Cumulenkette (vgl. Tabelle 7.10).<br />
Tabelle 7.10: Vergleich der natürlichen Ladungsverteilung der <strong>Komplexe</strong> 1b, V19 und 41<br />
Komplex Cα Cβ Cγ<br />
1b +0,13 -0,38 +0,57<br />
V19 -0,08 -0,33 +0,80<br />
41 +10,28 +1,44 +0,18<br />
Diese Ergebnisse weisen vor allem der mesomeren Grenzform II (vgl. Abb. 7.36, S. 171)<br />
besondere Bedeutung zu. Der Angriff von Nukleophilen sollte also am Cα-Atom<br />
stattfinden. Erste Versuche, sekundäre Amine oder Phosphane an Komplex 41 zu<br />
addieren, um so analoge Produkte zu deren Addition an Diaryl-substituierte<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppe VI zu erhalten [134, 135] , führten jedoch<br />
zu keinen nachweisbaren Produkt-<strong>Komplexe</strong>n (vgl. Abb. 7.35).
170 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
(CO) 5Cr C C C<br />
R<br />
R<br />
PR'R''R'''<br />
R=C 6H 4NMe 2-p;<br />
R'=H;R''=R'''=Ph<br />
(CO) 5Cr<br />
R'<br />
(CO) 5Cr<br />
R''<br />
P<br />
H<br />
P<br />
Ph<br />
C C C<br />
R'''<br />
C C C<br />
Abb. 7.34: Addition von Phosphanen an Bis(aryl)allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Ph 3P<br />
Ni<br />
OMe<br />
C C C<br />
41<br />
NMe 2<br />
[BF 4]<br />
Ph<br />
+HER 2<br />
HER 2 =HNEt 2,HPPh 2<br />
Abb. 7.35: Versuchte Addition von Nukleophilen an Komplex 41<br />
Dies zeigt, dass die Elektrophilie der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> kleiner als diejenige<br />
von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n von Metallen der Gruppe VI ist. Jüngste Ergebnisse in<br />
unserer Arbeitsgruppe zeigen jedoch, dass Diazoalkane als Nukleophile mit<br />
Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n reagieren [209] .<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 171<br />
7.3 Spektroskopische Ergebnisse<br />
7.3.1 IR-Spektroskopie<br />
Die IR-Spektren der Nickelalkinyl- und –allenyliden-<strong>Komplexe</strong> zeigen aufgrund der<br />
fehlenden Carbonylliganden keine vergleichbar empfindliche Bandenschar. Die CCC-<br />
Schwingung der Kohlenstoffkette lässt sich jedoch beobachten, da im fraglichen<br />
Bereich zwischen 2200 und 2000 cm -1 keine anderen Schwingungsbanden liegen. Dies<br />
ermöglicht den einfachen Vergleich diskreter Werte zur Abschätzung der elektronischen<br />
Verhältnisse entlang der Kohlenstoffkette.<br />
Auch für die Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> lassen sich ähnliche mesomere Grenzformeln<br />
formulieren wie für die bisher bekannten Cumulen-<strong>Komplexe</strong> anderer Metalle<br />
(Abb. 7.36):<br />
[Ni] C C C<br />
[Ni] C C C<br />
R<br />
I<br />
R<br />
R'<br />
[Ni] C C C<br />
R'<br />
II III<br />
Abb. 7.36: Mesomere Grenzformeln für die Nickel-Allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Aufgrund der positiven Ladung der <strong>Komplexe</strong> hat die Alkinyl-Grenzform III deutlich<br />
höheres Gewicht als für die analogen Chrom- oder Wolfram-<strong>Komplexe</strong>. Dadurch liegen<br />
auch die Cumulenschwingungsbanden von <strong>Komplexe</strong>n mit gleichen Substituenten an Cγ<br />
bei entsprechend höheren Energien (vgl. Tabelle 7.1).<br />
R<br />
R'
172 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Tabelle 7.1: Lage der Cumulenschwingungsbande verschiedener Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> in THF<br />
Komplex MLn R1 R2 ν (CCC) [cm -1 ]<br />
1a Cr(CO)5 OMe NMe2 2008<br />
1b W(CO)5 OMe NMe2 2010<br />
44 Ni(Ph3P)Cp OMe NMe2 2070<br />
V19 Pd(Ph3P)2Br OMe NMe2 2098<br />
Vergleicht man die Lage der Cumulenschwingungsbande der Nickel-<strong>Komplexe</strong><br />
untereinander, so zeigt sich die Abnahme des Alkinylcharakters bei der Alkylierung in<br />
einer Verschiebung um etwa 20 cm -1 . Desweiteren zeigt sich die (relative)<br />
Elektronendichte beim Vergleich unterschiedlicher Substituenten an der<br />
Kohlenstoffkette, die die von Chromallenyliden-<strong>Komplexe</strong> bekannte Reihenfolge der<br />
Stabilität bestätigt:<br />
Pyridin > O / NMe2 > O / OAlkyl > O / Aryl<br />
Aurch die Verschiebung der Bandenlage bei Einführung stärker donierender Liganden<br />
am Nickel hin zu kleineren Wellenzahlen (<strong>Komplexe</strong> 32 → 34, 35, bzw. 41 → 46, 47)<br />
lässt sich mit der zunehmenden Stabilisierung des Cumulencharakters durch ein<br />
elektronenreicheres Metallfragment erklären.
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 173<br />
Tabelle 7.2: Lage der Cumulenschwingungsbande der Nickel-<strong>Komplexe</strong> 31-50 im IR-Spektrum (CH2Cl2)<br />
Komplex L R 1 R 2 Gegenion ν (CCC) [cm -1 ]<br />
31 PPh3 O O-men - 2089<br />
40 PPh3 OMe O-men [BF4] 2092<br />
43 PPh3 OMe O-men [F3CSO3] 2090<br />
32 PPh3 O NMe2 - 2085<br />
41 PPh3 OMe NMe2 [BF4] 2076<br />
44 PPh3 OMe NMe2 [F3CSO3] 2070<br />
34 PMe3 O NMe2 - 2081<br />
46 PMe3 OMe NMe2 [BF4] 2063<br />
35 SIMes O NMe2 - 2081<br />
47 SIMes OMe NMe2 [BF4] 2062<br />
39 Chelat O NMe2 - 2078<br />
50 Chelat OMe NMe2 [BF4] 2063<br />
33 PPh3 O Ph - 2058<br />
42 PPh3 OMe Ph [BF4] 2024<br />
45 PPh3 OMe Ph [F3CSO3] 2024<br />
36 PPh3 Pyridin - 2100<br />
38 PPh3 N-BF3-pyridin - 2069<br />
48 PPh3 N-Ethylpyridin [BF4] 2072<br />
37 PPh3 N-Ethyl-p-brompyridin - 2101<br />
49 PPh3 N-Ethyl-p-brompyridin [BF4] 2070<br />
men = (-)-Menthyl; SIMes = 1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-4,5-dihydroimidazol-2-yliden;<br />
Chelat = [Diphenylphosphinoethyl]cyclopentadienyl<br />
Abb. 7.37: Benennungsschema für Tabelle 7.2
174 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
7.3.2 NMR-Spektroskopie<br />
Die Kohlenstoffatome der Cumulenkette im 13 C-NMR-Spektrum liegen bei deutlich<br />
geringerer chemischer Verschiebung als diejenigen der analogen <strong>Komplexe</strong> von<br />
Metallen der Gruppe VI. Für einige <strong>Komplexe</strong> konnte sogar die Kopplung des Cα-Spins<br />
mit den NMR-aktiven Kernen der Cyclopentadienyl( 13 C)- und Phosphan( 31 P)-Liganden<br />
aufgelöst werden.<br />
Die unterschiedliche Substitution am Cγ-Atom der Cumulenkette hat nur geringe<br />
Auswirkung auf die Lage der Signale im 31 P-NMR-Spektrum. Die Signale der<br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> liegen bei etwas höheren Werten als die der entsprechenden<br />
Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>. Auch die Art des Gegenions macht einen Unterschied: Die Signale<br />
für die Bortetrafluorid-Salze liegen allesamt niedriger als die der analogen<br />
Trifluormethylsulfonium-Salze. Im 19 F-NMR-Spektrum der Verbindungen, zeigt das<br />
Signal für Verbindung 38, dass hier das Bortrifluorid tatsächlich an das Stickstoffatom<br />
des Pyridinringes koordiniert. Die gefundene chemische Verschiebung für die Fluor-<br />
Kerne ähnelt stark derjenigen, die Chou et al. für den analogen<br />
Cp(Ph3P)Rutheniumkomplex angeben [198] und belegt damit das Vorliegen einer<br />
dipolaren Grenzform mit positiviertem Metallzentrum (vgl. Abb. 7.17).<br />
Für die analogen <strong>Komplexe</strong> mit anderen Liganden (Trimethylphosphan, bzw.<br />
[Diphenylphosphinoethyl]cyclopentadienyl) kann eine geringfügige Verschiebung des<br />
31<br />
P-Signals zu höherem Feld gegenüber dem Triphenylphosphan-Komplex 32, bzw. 41<br />
festgestellt werden. Dies erklärt sich aus der besseren Donorwirkung der Liganden im<br />
Vergleich zu Triphenylphosphan und der daraus resultierenden besseren Abschirmung<br />
des Phosphoratoms. Die Signale des Gegenions im 19 F-NMR-Spektrum zeigen<br />
hingegen erwartungsgemäß keine Unterschiede.
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 175<br />
Tabelle 7.3: Lage der 31 P- und 19 F-Signale der Nickel-<strong>Komplexe</strong> 31-50 in ppm<br />
Komplex L R 1 R 2 Gegenion δ ( 31 P) δ ( 19 F)<br />
31 PPh3 O O-men - 40.3 -<br />
40 PPh3 OMe O-men [BF4] 40.1 -153.1<br />
43 PPh3 OMe O-men [F3CSO3] 43.4 -79.8<br />
32 PPh3 O NMe2 - 41.9 -<br />
41 PPh3 OMe NMe2 [BF4] 43.6 -154.3<br />
44 PPh3 OMe NMe2 [F3CSO3] 44.3 -78.7<br />
34 PMe3 O NMe2 - 42.9 -<br />
46 PMe3 OMe NMe2 [BF4] 40.3 -153.1<br />
35 SIMes O NMe2 - - -<br />
47 SIMes OMe NMe2 [BF4] - -152.0<br />
39 Chelat O NMe2 - 30.7 -<br />
50 Chelat OMe NMe2 [BF4] 30.9 -153.9<br />
33 PPh3 O Ph - 42.1 -<br />
42 PPh3 OMe Ph [BF4] 44.3 -152.7<br />
45 PPh3 OMe Ph [F3CSO3] 44.8 -85.0<br />
36 PPh3 Pyridin - 42.5 -<br />
38 PPh3 N-BF3-pyridin - 43.0 -151.7<br />
48 PPh3 N-Ethylpyridin [BF4] 43.1 -152.8<br />
37 PPh3 N-Ethyl-p-brompyridin - 41.2 -<br />
49 PPh3 N-Ethyl-p-brompyridin [BF4] 43.1 -153.2<br />
men = (-)-Menthyl; SIMes = 1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-4,5-dihydroimidazol-2-yliden;<br />
Chelat = [Diphenylphosphinoethyl]cyclopentadienyl<br />
Abb. 7.38: Benennungsschema für Tabelle 7.3<br />
Die UV/Vis-Spektren der Nickel-Alkinyl-<strong>Komplexe</strong> illustrieren die geringere<br />
Farbintensität im Vergleich zu den Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n. Der solvatochrome Effekt<br />
lässt sich nur zwischen polaren organischen Lösungsmitteln beschreiben, da die<br />
<strong>Komplexe</strong> – hier vor allem die Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> – in weniger polaren organischen<br />
Lösungsmitteln nicht oder kaum löslich sind.
176 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
7.4 Röntgenstrukturanalysen<br />
7.4.1 Die Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 32, 34 und 36<br />
Von den <strong>Komplexe</strong>n 32, 34 und 36 konnten aus einem Hexan/Diethylether-Gemisch bei<br />
-20 °C Einkristalle erhalten werden, die für eine Röntgenstrukturanalyse geeignet<br />
waren. Die Qualität der Strukturlösung von Komplex 32 lässt zwar zu wünschen übrig,<br />
jedoch befinden sich die fehlerhaften Atome in den Cyclopentadienyl-, bzw.<br />
Phosphanliganden, so dass die Konnektivität der verschiedenen Atome in Komplex 32<br />
als gesichert gelten kann und die Abstände am Nickelatom und entlang der Alkinylkette<br />
diskutiert werden können. Bei Komplex 36 befinden sich zwei Moleküle in der<br />
Elementarzelle, deren Strukturdaten sich deutlich unterscheiden, so dass sie hier auch<br />
beide – als 36-1, bzw. 36-2 – diskutiert werden sollen.<br />
C33<br />
C34<br />
C35<br />
C2<br />
C3<br />
C1<br />
C4<br />
Ni1<br />
C32 C31 P1<br />
C36<br />
C41<br />
C42<br />
C43<br />
C5<br />
C26<br />
C21<br />
C46<br />
C44<br />
C45<br />
C6 C7 C8<br />
C22<br />
C25<br />
C23<br />
C24<br />
N1<br />
C9<br />
O1<br />
C10<br />
Abb. 7.39: ORTEP der Struktur von Komplex 32 im Kristall
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 177<br />
C5<br />
C1<br />
C11<br />
C2<br />
C23<br />
C24<br />
C4<br />
C3<br />
P1<br />
Ni1<br />
C13<br />
C6<br />
C12<br />
C7<br />
N1<br />
C8<br />
C9<br />
O1<br />
Abb. 7.40: ORTEP der Struktur von Komplex 34 im Kristall<br />
C3<br />
C22<br />
C2<br />
C4<br />
C25<br />
C21<br />
C5<br />
Ni1<br />
P1<br />
C1<br />
C31<br />
C26<br />
C32<br />
C41<br />
C46<br />
C36<br />
C6 C7<br />
C35<br />
C34<br />
C33<br />
C42<br />
C45<br />
C8<br />
C44<br />
C43<br />
N1 C12<br />
C9<br />
C10<br />
C11<br />
C10<br />
Abb. 7.41: ORTEP der Struktur von Komplex 36 im Kristall (nur ein Isomer)<br />
Die Alkinylketten der <strong>Komplexe</strong> sind – vermutlich aufgrund interatomarer<br />
Wechselwirkungen – stärker gewinkelt als dies für Ligandketten mit stärkerem
178 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Cumulencharakter der Fall ist. Das Nickelatom ist in allen drei Fällen pseudotrigonal-<br />
bipyramidal koordiniert, was durch den Winkel P−Ni−C6 [89,7(5)° (32), 87,67(9)° (34)<br />
und 87,31(7)° / 90,87(6)° (36-1 / 36-2)] deutlich wird.<br />
Natürlich zeigt sich für die Kohlenstoffkette der Alkinyl-<strong>Komplexe</strong> eine deutlichere<br />
Bindungslängenalternanz als in den Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n.<br />
Tabelle 7.4: Bindungslängen entlang derKohlenstoffketten der <strong>Komplexe</strong> 32, 34 und 36<br />
Ni-C6 C6-C7 C7-C8 Ni-P Ni-Cp<br />
Abstände [Å]<br />
32 1,851(2) 1,24(2) 1,42(2) 2,143(4) 1,734(2)<br />
34 1,839(3) 1,214(4) 1,447(4) 2,129(1) 1,744(1)<br />
36-1 1,847(2) 1,207(3) 1,439(3) 2,123(1) 1,734(4)<br />
36-2 1,851(2) 1,211(3) 1,435(3) 2,133(1) 1,762(2)<br />
V20 1,853(3) 1,203(2) 1,424(1) 2,136(4) 1,741(1)<br />
V21 1,855(2) 1,208(3) 1,485(3) 2,125(1) 1,730(1)<br />
Vor allem der Abstand C7−C8 ist länger als in <strong>Komplexe</strong>n mit stärkerem<br />
Cumulencharakter: so beträgt dieser im Diphenylallenylidenkomplex V3<br />
1,358(3) Å [113] . Der Abstand der Alkinylliganden zum Nickelatom entspricht<br />
vergleichbaren Nickel-Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>n mit alkinylcarben-<strong>Komplexe</strong>n [210, 211] (V20;<br />
1,853(3) Å) oder tertiären Propargylalkoholen als Liganden [191] (V21; 1,853(3) Å).<br />
Abb. 7.42: Nickel-Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> mit vergleichbaren<br />
Entfernungen der Liganden zum Metall<br />
Die Abstände des Phosphanliganden und des Cyclopentadienylliganden vom<br />
Nickelatom liegen ebenfalls im typischen Bereich für Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
(Tabelle 7.4).
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 179<br />
Die Winkelsumme am Stickstoffatom des Dimethylamino-Substituenten der <strong>Komplexe</strong><br />
32 (359,5°) und 34 (359,7°) zeigt, dass auch diese planar umgeben und damit<br />
sp 2 -hybridisiert sind. Die Änderung des Abstands zum Nickelatom beim Vergleich der<br />
<strong>Komplexe</strong> 32 und 34 zeigt das bessere σ-Donorpotential von Trimethylphosphan im<br />
Vergleich zu Triphenylphosphan: der Abstand des Phosphanliganden verkürzt sich,<br />
während derjenige zum Cyclopentadienyl-Liganden länger wird.<br />
7.4.2 Die Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 41 und 50<br />
Ein Vergleich der Strukturen der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 41 und 50 mit denjenigen der<br />
Alkinyl-<strong>Komplexe</strong> 32 und 39 liefert wertvolle Informationen über die Auswirkung der<br />
Alkylierung des Sauerstoffatoms. So nimmt nicht nur die Bindungslängenalternanz in<br />
der Kohlenstoffkette (Ni−C6; C6−C7; C7−C8) ab, sondern auch die Bindungslänge<br />
C8−N verringert sich. Auch die Winkelsumme an den Stickstoffatomen erhöht sich auf<br />
genau 360°. Dies belegt die Donorwirkung des Stickstoffatoms. Das Sauerstoffatom als<br />
Donor spielt hingegen keine große Rolle, wie sich an der Bindungslänge C8−O zeigt<br />
(vgl. Tabelle 7.5), die eher einer C-O-Einfachbindung entspricht.<br />
C2<br />
C1<br />
C26<br />
C25<br />
C5<br />
C3<br />
Ni1<br />
C33<br />
C32 C31<br />
P1<br />
C21<br />
C34 C35<br />
C36<br />
C4<br />
C22<br />
C41<br />
C23<br />
C24<br />
C6<br />
C42<br />
C46<br />
C11<br />
O1<br />
N1<br />
C7<br />
C8 C10<br />
C43<br />
C45<br />
C44<br />
Abb. 7.43: ORTEP des Kations von Komplex 41 im Kristall<br />
C9
180 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
C17<br />
C15<br />
C16<br />
C18<br />
C14<br />
C26<br />
C25<br />
C12<br />
C21<br />
C13<br />
Ni1<br />
P2<br />
C22<br />
C31<br />
C23<br />
C24<br />
C6<br />
C36<br />
C32<br />
C7<br />
C35<br />
C9<br />
C8<br />
C34<br />
C33<br />
N1<br />
O1<br />
C11<br />
C10<br />
Abb. 7.44: ORTEP des Kations von Komplex 50 im Kristall<br />
Tabelle 7.5: Bindungslängen der <strong>Komplexe</strong> 32 und 41 sowie 50 [Å]<br />
32 41 50<br />
Abstände [Å]<br />
Ni−C6 1,851(17) 1,828(3) 1,841(7)<br />
C6−C7 1,24(2) 1,221(4) 1,225(10)<br />
C7−C8 1,42(2) 1,405(4) 1,422(10)<br />
C8−N 1,354(18) 1,311(4) 1,305(11)<br />
C8−O 1,250(17) 1,329(4) 1,300(10)<br />
Ni-P 2,143(4) 2,146(1) 2,130(2)<br />
Ni-Cp 1,734(2) 1,731(1) 1,730(1)<br />
Der C1-Ni1-P1-Winkel des Cumulenliganden zum Phosphanliganden weitet sich etwas<br />
auf, vermutlich durch die kürzere Entfernung des Nickelatoms zum Cα−Atom.
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 181<br />
7.5 Zusammenfassung und Diskussion<br />
Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> sind entweder durch Kupfer-katalysierte Kupplung mit<br />
geeigneten (alkylierbaren) enständigen Alkinen (Abb. 7.45) oder in Analogie zur<br />
Synthese von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n von Metallen früherer Übergangsmetalle durch<br />
Deprotonierung und Addition unter Eliminierung von Lithiumchlorid zugänglich (Abb.<br />
7.46). Diese Wege benötigen beide keine vorherige Bromierung des Alkins wie sie für<br />
die analogen Palladiumallenyliden-<strong>Komplexe</strong> [177] nötig ist.<br />
H<br />
Abb. 7.45: Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> durch<br />
O<br />
C C C<br />
R<br />
Kupfer-katalysierte Kupplung<br />
1) n-BuLi<br />
2) Cp(Ph 3P)NiX<br />
Ph 3P<br />
X=Cl,Br<br />
R= OC 10H 16 (31), NMe 2 (32)<br />
Abb. 7.46: Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
Ni<br />
durch Addition deprotonierter Alkine<br />
C C C<br />
31, 32<br />
O<br />
R
182 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> des Nickels lassen sich durch Alkylierung der entsprechenden<br />
Alkinyl-<strong>Komplexe</strong> synthetisieren (Abb. 7.47). Hierbei lässt sich auch der für Metalle der<br />
Gruppe VI nicht stabile (O / Phenyl)-substituierte Komplex 42 darstellen und<br />
charakterisieren. Dieser ist jedoch auch unter den Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n der<br />
labilste.<br />
Abb. 7.47: Synthese der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 40-42<br />
durch Alkylierung der entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
Auch für die Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 34 und 35 mit anderen Liganden am Nickelatom<br />
konnte diese Methode erfolgreich angewandt werden.<br />
Abb. 7.48: Synthese der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 46 und 47<br />
durch Alkylierung der entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
Abb. 7.49: 1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-4,5-dihydroimidazol-2-yliden-chlorid<br />
(SIMesCl)
7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 183<br />
Alkylierung mit Methyltriflat gelang ebenfalls und führte zu den analogen<br />
Trimethylsulfonium-Salzen, die deutlich hygroskopischer sind als die entsprechenden<br />
Tetrafluoroborate.<br />
Abb. 7.50: Synthese der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 43-45<br />
durch Alkylierung mit Methyltriflat<br />
Auch Alkinyl-<strong>Komplexe</strong> mit Pyridin als Endgruppe konnten erhalten werden. Im<br />
Gegensatz zu den von Metallen der Gruppe VI bekannten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
koordiniert der Alkinyl-Komplex 36 analog dem entsprechenden Rutheniumalkinyl-<br />
Komplex mit dem Stickstoffatom des Ringes an die schwache Lewis-Säure<br />
Bortrifluorid.<br />
Abb. 7.51: Das [BF3]-Addukt 38
184 7 Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Auch die Darstellung eines (η 5 :κ 1 -[Diphenylphosphinoethyl]cyclopentadienyl)-<br />
Nickelhalogenid-<strong>Komplexe</strong>s ist durch die Verwendung von Nickeliodid möglich. Damit<br />
lassen sich entsprechende Chelatkomplexe erzeugen (Abb. 7.52 bis Abb. 7.54).<br />
Abb. 7.52: Darstellung des Chelatkomplexes 30c<br />
Abb. 7.53: Umsetzung des Chelatkomplexes 30c zum Alkinylkomplex 39<br />
Abb. 7.54: Darstellung des Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>s 50 aus 39
8 Experimenteller Teil 185<br />
8. Experimenteller Teil<br />
8.1 Arbeitstechniken<br />
Alle Arbeiten wurden unter Inertgasatmosphäre (N2 oder Argon) in Standard-<br />
Schlenktechnik durchgeführt, mit Ausnahme der Synthese stabiler organischer<br />
Ausgangsverbindungen. Die verwendeten Lösungsmittel (Aceton, CH2Cl2, Et2O,<br />
Pentan, Petrolether, THF) wurden vor Gebrauch getrocknet (Na, LiAlH4, CaH2) und<br />
waren N2-gesättigt.<br />
Zur Dünnschicht- und Säulenchromatographie wurden Flash-Kieselgel und<br />
Aluminiumoxid (neutral) der Firma. J. T. Baker verwendet, die vor Gebrauch im<br />
Vakuum von Luft- und Restfeuchtigkeit befreit und unter Stickstoffatmosphäre<br />
aufbewahrt wurden.<br />
Photochemische Umsetzungen wurden mit einer Hg-Hochdrucklampe TQ250 der Firma<br />
Heraeus durchgeführt. Die angegebenen Ausbeuten beziehen sich auf analysenreine<br />
Substanzen und sind nicht optimiert.<br />
8.2 Spektroskopische und analytische Verfahren<br />
8.2.1 IR-Spektren<br />
Zur Aufnahme der IR-Spektren in Lösung diente ein Bio-Rad FTS 60 FT-IR-<br />
Spektrometer mit CaF2-Küvetten (d = 0.1 mm). Die Lage der IR-Absorptionsbanden ist<br />
in cm -1 angegeben. Die relativen Bandenintensitäten wurden wie folgt bezeichnet:<br />
vs: sehr schwach; s: schwach; m: mittel; s: stark; vs: sehr stark; sh: Schulter.
186 8 Experimenteller Teil<br />
8.2.2 NMR-Spektren<br />
Zur Aufnahme von NMR-Spektren wurden folgende Geräte (alle 400MHz) verwendet:<br />
Bruker Avance III 400 für 1 H- und 13 C-NMR, 19 F- und 31 P-NMR-Spektren; Varian<br />
Inova 400 für 1 H-, 13 C-, 19 F- und 31 P-NMR-Spektren temperaturempfindlicher<br />
Verbindungen sowie 2D-Experimente.<br />
Die 1 H-NMR-Spektren sind auf das Lösungsmittelsignal geeicht. Die 13 C-Spektren sind<br />
auf das verwendete Lösungsmittel geeicht und 1 H-Breitband-entkoppelt. Die 31 P-<br />
Spektren wurden relativ zu einem externen Standard von Wilmad (H3PO4 100%)<br />
geeicht. Die chemischen Verschiebungen δ sind in ppm angegeben.<br />
Für die beobachteten Signale wurden folgende Abkürzungen verwendet:<br />
s Singulett q Quartett<br />
d Dublett m Multiplett<br />
t Triplett br Breites Signal<br />
Die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome des (-)-Menthylsubstituenten in den<br />
<strong>Komplexe</strong>n 31, 40 und 43 werden wie folgt bezeichnet:<br />
8.2.3 UV/VIS-Spektren<br />
O<br />
9 1 2<br />
8 6 3 7<br />
10 5 4<br />
Die UV/VIS-Spektren wurden auf einem Hewlett-Packard Diode-Array-Spektrometer<br />
8453 A mit Quarzküvetten (d = 2mm, 5 mm, 10 mm) durchgeführt.
8 Experimenteller Teil 187<br />
8.2.4 Massenspektren<br />
Die Massenspektren wurden auf einem Finnigan MAT 312 und MAT 8200 (modifiziert<br />
für FAB-MS oder EI-MS (70eV)) gemessen.<br />
8.2.5 Elementaranalyse<br />
Die Elementaranalysen erfolgten im Analytischen Labor des Fachbereichs Chemie der<br />
<strong>Universität</strong> <strong>Konstanz</strong> auf einem Vario EL der Firma Elementar.<br />
8.2.6 Schmelz- und Zersetzungspunkte<br />
Für die Bestimmung der Schmelz- und Zersetzungspunkte diente ein Gerät der Firma<br />
Gallenkamp unter Verwendung von einseitig abgeschmolzenen<br />
Schmelzpunktbestimmungsröhrchen.<br />
8.2.7 Röntgenstrukturanalysen<br />
Die Röntgenstrukturanalysen erfolgten auf einem modifizierten Siemens P4<br />
Diffraktometer und einem STOE IPDS 2T Diffraktometer. Die Röntgenstrukturdaten<br />
sind in Abschnitt 8.6 ab Seite 225 aufgeführt.<br />
8.3 Ausgangsverbindungen<br />
Die verwendeten Chemikalien waren handelsüblich und wurden ohne weitere<br />
Reinigung umgesetzt. Folgende Verbindungen wurden nach bekannten<br />
Literaturvorschriften bzw. analog den angegebenen Vorschriften dargestellt:<br />
ortho-Trimethylsilylphenyltriflat [212] , Diphenylphosphan [174] , (-)-Menthylpropiolat [214] ,<br />
1,1-Diferrocenyl-prop-1-in-3-ol<br />
[150]<br />
, 3,3-Bis(p-NMe2-phenyl)-prop-1-in-3-ol<br />
[76]<br />
,<br />
1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-4,5-dihydroimidazol-2-yliden-chlorid (SIMesCl) [197] ,<br />
Bromo(η 5 -cyclopentadienyl)-triphenylphosphan-Nickel(II) [194, 213] .
188 8 Experimenteller Teil<br />
8.4 Präparative Vorschriften<br />
Pentacarbonyl(3-methoxy-3dimethylamino-1,2-propadienyliden)<br />
chrom (1a)<br />
Habitus: Gelbe Kristalle, die sich bei 135 °C zersetzen.<br />
IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 1912 m, 1933 vs, 2080 vw; ν(CCC) 2008 m.<br />
Die anderen Daten stimmen mit den in der Literatur [78] angegebenen überein.<br />
Pentacarbonyl(3-methoxy-3dimethylamino-1-propinyl)<br />
chromat (2)<br />
Zu einer Lösung von 1 mmol 1a in THF wird bei -80 °C 1 ml (1 mmol; 1eq) einer<br />
1 molaren Li(Et3BH)-Lösung in Hexan gegeben. Die Lösung wird ca. 5 min bei dieser<br />
Temperatur gerührt. Beim Erwärmen der Lösung wird wieder Komplex 1a erhalten.<br />
Habitus: Nur in Lösung (THF) unterhalb von -75 °C stabil.<br />
IR (THF, -80 °C, cm -1 ): ν(CO) 1860 m, 1903 vs, 2085 vw; ν(CCC) 2046 m.<br />
Pentacarbonyl(3-fluoro-3-methoxy-3dimethylamino-1-propinyl)<br />
chromat (2)<br />
Zu einer Lösung von 0.2 g (0.66 mmol) 1a in 50 ml THF werden bei -80 °C unter<br />
Rühren 0.004 g Kaliumfluorid und 0.017 g 18-Krone-6 (jeweils 1 eq) gegeben. Die<br />
Lösung wird 5 Minuten Rühren gerührt. Beim Erwärmen der Lösung kann nur der<br />
Zerfall des <strong>Komplexe</strong>s unter Bildung von Cr(CO)6 im IR-Spektrum beobachtet werden.<br />
Habitus: Nur in Lösung (THF) unterhalb von ca. -60 °C stabil.<br />
IR (THF, -80 °C, cm -1 ): ν(CO) 1873 m, 1909 vs, 2081 vw; ν(CCC) 2035 m.
8 Experimenteller Teil 189<br />
8.4.1 Darstellung der Alkinyl(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 4 - 7<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
Bei -80 °C wird eine Lösung von 1.65 mmol des entsprechenden Alkins in THF mit<br />
1.65 mmol (1.04 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan) n-BuLi versetzt. Nach 1h Rühren<br />
wird die Lösung bei -80 °C in eine Lösung von 0.5 g (1.65 mmol) 1 getropft.<br />
Anschließend werden 0.21 ml (1.65 mmol) TMSCl zu der Lösung gegeben und die<br />
Lösung für weitere 5 min bei -80 °C gerührt. Danach wird die Lösung bei -20 °C über<br />
Kieselgel filtriert und mit CH2Cl2 nachgewaschen, bis das Eluat farblos bleibt (ca. 500<br />
ml). Das Filtrat wird vom Lösungsmittel befreit und bei -20 °C über Kieselgel mit<br />
Pentan/CH2Cl2-Gemischen zunehmender Polarität chromatographiert. Die Produkte<br />
werden als violette Feststoffe erhalten.<br />
Pentacarbonyl(penta-1,2-dien-3dimethylamino-4-in-5-phenyl-yliden)<br />
chrom (4)<br />
C<br />
C<br />
R<br />
R = Ph<br />
Habitus: Violettes Öl. Ausbeute: 0.17 g (0.45 mmol, 27 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO)<br />
2080 vw, 1935 vs, 1913 s; ν(CCC) 2007 m. 1 H-NMR (400 MHz, [D6]-Aceton): 3.73 (s,<br />
3H, NCH3), 3.81 (s, 3H, NCH3), 7.67 (d, 3 JHH = 8.2 Hz, 2ArH), 7.80 (d, 3 JHH = 8.2 Hz,<br />
2ArH), 7.92 (dd, 3 JHH = 8.3 Hz, 5 JHH = 1.8 Hz, p-ArH). 13 C-NMR (100 MHz,<br />
[D6]-Aceton): 43.6 (NCH3), 46.0 (NCH3), 81.6 (CCR), 89.3 (CCR), 100.2 (Cβ), 128.0,<br />
128.4, 132.4, 134.1, 143.1, 146.4 (6 C, ArC), 155.0 (Cγ), 211.8 (Cα), 218.1 (cis-CO),<br />
228.0 (trans-CO). FAB-MS m/z (%): 373 (15) [M + ], 317 (18) [(M-2CO) + ], 289 (100)<br />
[(M-3CO) + ], 261 (33) [(M-4CO) + ], 233 (43) [(M-5CO) + ]. UV-Vis λmax (nm) (log ε)<br />
[LM]: 517 (3.944) [CH2Cl2], 521 (3.973) [Et2O], 517 (3.923) [DMF].<br />
Elementaranalyse: C18H11CrNO5 (383.29) berechnet: C, 57.92; H, 2.97; N, 3.75.<br />
gefunden: C, 55.88; H, 3.97; N, 1.92%.
190 8 Experimenteller Teil<br />
Pentacarbonyl(penta-1,2-dien-3dimethylamino-4-in-5-[p-chlor-phenyl]yliden)chrom<br />
(5)<br />
R = p-Cl-C6H4<br />
Habitus: Blaues Öl. Ausbeute: 0.19 g (0.48 mmol, 30 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO)<br />
2077 vw, 1939 vs, 1918 m; ν(CCC) 1986 s. 1 H-NMR (400 MHz, [D6]-Aceton): 3.51 (s,<br />
3H, NCH3), 3.53 (s, 3H, NCH3), 7.44-7.67 (m, 4H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz,<br />
[D6]-Aceton): 42.5 (NCH3), 42.6 (NCH3), 85.9 (CCR), 95.4 (CCR), 114.6 (Cβ), 124.6,<br />
128.9, 133.5, 134.8, 145.1, 146.4 (6 C, ArC), 128.2 (Cγ), 131.2, 132.6, 133.3 (5 C,<br />
ArC), 217.1 (cis-CO), 224.5 (trans-CO), (Cα: nicht beob.). UV-VIS λmax (log ε) [LM]:<br />
596 nm (4.211) [CHCl3]; 574 nm (4.194) [CH2Cl2]; 520 nm (4.021) [DMF]. FAB-MS<br />
m/z (%): 407 (20) [M + ], 370 (13) [(M-Cl) + ], 342 (44) [(M-Cl-CO) + ], 314 (37) [(M-Cl-<br />
2CO) + ], 286 (100) [(M-Cl-3CO) + ], 258 (84) [(M-Cl-4CO) + ], 230 (24) [(M-Cl-5CO) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 53.25, H 4.63, N 4.49, ber. für C18H10ClCrNO5 (407.73): C<br />
53.02, H 2.47, N 3.44%.<br />
Pentacarbonyl(penta-1,2-dien-3dimethylamino-4-in-5-(p-cyano-phenyl)yliden)chrom<br />
(6)<br />
R = p-CN-C6H4<br />
Habitus: Roter Feststoff, der sich bei 87 °C zersetzt. Ausbeute: 0.27 g (0.67 mmol, 41<br />
%). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2080 vw, 1935 vs, 1915 m; ν(CCC) 1988 m; (Et2O, cm -1 ):<br />
ν(CC) 2153 vw; ν(CO) 2079 vw, 1938 vs, 1924 s; ν(CCC) 2000 m. 1 H-NMR (400<br />
MHz, [D6]-Aceton): 3.74 (s, 3H, NCH3), 3.81 (s, 3H, NCH3), 7.68 (d, 3 JHH=8 Hz, 2H,<br />
ArH), 7.80 (d, 3 JHH=8 Hz, 2H, ArH). 13 C-NMR (400 MHz, [D6]-Aceton): 44.3 (NCH3),<br />
44.5 (NCH3), 86.9 (CCR), 98.5 (CCR), 101.8 (Cβ), 114.1, 116.4, 119.8, 125.0, 125.8,<br />
128.8 (6 C, ArC), 142.7 (Cγ), 215.7 (Cα), 219.4 (cis-CO), 225.3 (trans-CO). UV-Vis<br />
λmax (nm) (log ε) [LM]: 569 (3.164) [CH2Cl2], 577 (3.046) [Et2O], 515 (3.258) [DMF].<br />
FAB-MS m/z (%): 398 (31) [M + ], 342 (69) [(M-2CO) + ], 286 (100) [(M-4CO) + ], 258<br />
(94) [(M-5CO) + ], 206 (67) [(M-Cr[CO]5) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 79.29; H 3.90,<br />
N 10.07, ber. für C19H10CrN2O5 (398,29): C 57.03, H 2.53, N 7.03%.
8 Experimenteller Teil 191<br />
Pentacarbonyl(penta-1,2-dien-3dimethylamino-4-in-5-ferrocenylyliden)chrom<br />
(7)<br />
R = Fc<br />
Habitus: Schwarzroter Feststoff, der sich bei 98 °C zersetzt. Ausbeute: 0.41 g (0.85<br />
mmol, 52 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2078 vw, 1935 vs, 1913 m; ν(CCC) 2007 m. 1 H-<br />
NMR (400 MHz, [D6]-Aceton): 3.46 (s, 3H, NCH3), 3.50 (s, 3H, NCH3), 4.28 (s, 5H,<br />
C5H5), 4.46 (s, 2H, C5H4, C 7,8 ), 4.62 (s, 2H, C5H4, C 6,9 ). 13 C-NMR (100 MHz,<br />
[D6]-Aceton): 41.9 (NCH3), 42.4 (NCH3), 71.3 (C5H5), 71.8 (2C, C5H5), 72.7 (2C,<br />
C5H4), 73.2 (1C, C5H4), 82.4 (CCFc), 102.2 (CCFc), 105.5 (Cβ), 148.6 (Cγ), 209.5 (Cα),<br />
217.8 (cis-CO), 224.0 (trans-CO). UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 571 nm (4.178) [CHCl3];<br />
555 nm (4.169) [CH2Cl2]; 513 nm (4.152) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 481 (12) [M + ],<br />
369 (30) [(M-4CO) + ], 341 (21) [(M-5CO) + ], 289 (100) [(M-Cr[CO]5) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 54.80; H 3.28, N 2.97, ber. für C22H15CrFeNO5 (481,21): C<br />
54.91, H 3.14, N 2.91%.<br />
8.4.2 Umsetzung von 7 mit Dicobaltoctacarbonyl<br />
(μ-(4,5-η):(4,5-η)-[Pentacarbonyl(3-<br />
dimethylamino-3-ferrocenylethynyl-<br />
1,2-propadienylidene)chrom]bis-<br />
(tricarbonylcobalt)(Co-Co) (8)<br />
Zu einer Lösung von 0,46 g (0,6 mmol) 7 in THF werden unter Rühren 0,24 g<br />
(0,7 mmol, 1,2 eq.) Dicobaltoctacarbonyl gegeben und unter DC-Kontrolle gerührt, bis<br />
keine Edukte mehr erkennbar sind. Das Lösungsmittel wird im Ölpumpenvakuum<br />
entfernt und der Rückstand bei -20 °C über Kieselgel mit Pentan/CH2Cl2-Gemischen<br />
zunehmender Polarität chromatographiert. Komplex 8 wird nach Entfernen des<br />
Lösungsmittels als braunes Pulver erhalten.<br />
Habitus: Braunes Pulver, das sich bei 110 °C zersetzt. Ausbeute: 0.17 g (0.22 mmol,<br />
27 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2098 w (Co[CO]), 2064 m (Co[CO]), 2038 m (Co[CO]),<br />
1933 vs (Cr[CO]), 1911 s (Cr[CO]); ν(CCC) 1987 w. 1 H-NMR (400 MHz,
192 8 Experimenteller Teil<br />
[D6]-Aceton): 3.83 (s, 3H, NCH3), 3.87 (s, 3H, NCH3), 4.25 (s, 5H, C5H5), 4.54 (s, 2H,<br />
C5H4), 4.90 (s, 2H, C5H4). 13 C-NMR (100 MHz, [D6]-Aceton): 42.6 (NCH3), 45.6<br />
(NCH3), 54.5 (C5H4), 70.3 (C5H4), 70.5 (C5H5), 73.3 (C5H4), 84.6 (CCFc), 98.2 (CCFc),<br />
121.4 (Cβ), 153.4 (Cγ), 198.2 (Cα), 203.3 (Co[CO]), 218.0 (cis-CO), 223.4 (trans-CO).<br />
UV-Vis λmax (nm) (log ε) [LM]: 481 (3.733) [CH2Cl2], 491 (3.741) [Et2O], 454 (3.694)<br />
[DMF]. FAB-MS m/z (%): 766 (4) [(M-5H) + ]; 710 (23) [(M-5H-2CO) + ]; 654 (17) [(M-<br />
5H-4CO) + ]; 626 (100) [(M-5H-5CO) + ]; 598 (34) [(M-5H-6CO) + ]; 570 (28) [(M-5H-<br />
7CO) + ]; 542 (67) [(M-5H-8CO) + ]; 514 (61) [(M-5H-9CO) + ] ; 458 (39) [(M-5H-<br />
11CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 43.65, H 2.22, N 1.87, ber. für<br />
C28H15Co2CrFeNO11 (767.14): C 43.84, H 1.97, N 1.83%.<br />
8.4.3 Darstellung des 3,3’-Bipyridyl-propargylalkohols<br />
1-trimethylsilyl-3,3’-bis(2-pyridyl)-prop-<br />
2-in-3-ol (9)<br />
OH<br />
N N<br />
SiMe 3<br />
0,7 ml (5 mmol) TMS-Acetylen werden in 50 ml THF bei -80 °C mit 3,2 ml n-BuLi<br />
(1,6 M in Hexan) deprotoniert und 30 min bei dieser Temperatur gerührt. Danach<br />
werden 0,92 g (5 mmol) Bis-2,2’-pyridylketon zugegeben und die Lösung weitere 30<br />
min unter Erwärmen auf Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird die Lösung über<br />
Kieselgel filtriert und das Lösungsmittel im Ölpumpenvakuum entfernt. Aus<br />
Aceton/Hexan können klare, plättchenförmige Kristalle erhalten werden, die für eine<br />
Röntgenstrukturanalyse geeignet sind.<br />
Habitus: Weiße, plättchenförmige Kristalle, die bei 120 °C schmelzen. Ausbeute: 0.24<br />
g (0.85 mmol, 85 %). 1 H-NMR(400 MHz, [D6]-Aceton): 0.16 (s, 1H, SiMe3), 3.74 (s,<br />
1H, ROH), 7.28-8.49 (m, 8H, PyrH). 13 C-NMR(100 MHz, [D6]-Aceton): 0.1 (SiMe3),<br />
75.5 (Me3SiCCC(Pyr)2OH), 96.4 (Me3SiCR), 110.7 (Me3SiCCR), 115.9, 120.4, 136.5,<br />
141.2, 153.5 (5 C, PyrC). EI-MS m/z (%): 282 (100) [M + ], 265 (21) [(M-OH) + ], 209
8 Experimenteller Teil 193<br />
(25) [(M-TMS) + ], 78 (29) [(C5H4N) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 68.07; H 6.28, N<br />
10.06, ber. Für C16H18N2OSi (282.42): C 68.05, H 6.42, N 9.92%.<br />
3,3’-bis(2-pyridyl)-prop-2-in-3-ol (10)<br />
0.24 g 9 werden in 50 ml MeOH gelöst, mit einer Spatelspitze Kaliumfluorid versetzt<br />
und 30 min gerührt. Die Lösung wird dreimal mit 100 ml Et2O extrahiert und die<br />
vereinigten organischen Phasen mit Wasser gewaschen, über MgSO4 getrocknet und das<br />
Lösungsmittel im Ölpumpenvakuum entfernt. Nach Umkristallisieren aus<br />
Aceton/Hexan wird ein gelbliches Pulver erhalten.<br />
Habitus: Gelber Feststoff, der bei 125 °C schmilzt. Ausbeute: 0.15 g (0.74 mmol, 87<br />
%). 1 H-NMR(400 MHz, [D6]-Aceton): 2.83 (s, 1H, HCCR), 3.76 (s, 1H, ROH), 7.43-<br />
7.75 (m, 8H, PyrH). 13 C-NMR(100 MHz, [D6]-Aceton): 71.0 (HCCR), 75.7<br />
(HCCC(Pyr)2OH), 83.3 (HCCR), 112.2, 120.8, 132.2, 144.0, 157.3 (5 C, PyrC). EI-MS<br />
m/z (%): 210 (10) [M + ], 194 (100) [(M-OH) + ], 78 (29) [(C5H4N) + ]. Elementaranalyse:<br />
gef.: C 74.00; H 5.05, N 12.98, ber. Für C13H10N2O (210.24): C 74.27, H 4.79, N<br />
13.32%.
194 8 Experimenteller Teil<br />
8.4.4 Darstellung der Pyridylamidino(amino)allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong> 11a und 11b<br />
(CO) 5M C C C<br />
H 2N<br />
NMe 2<br />
N<br />
N<br />
M=Cr(11a)<br />
W (11b)<br />
Zu einer Lösung von 1 mmol des entsprechenden <strong>Komplexe</strong>s 1a oder 1b in THF gibt<br />
man unter Rühren eine Lösung von 1 mmol Pyridylamidin in THF. Die Lösung<br />
verfärbt sich von gelb nach rot. Nach beendeter Umsetzung (IR-Kontrolle) entfernt man<br />
das Lösungsmittel im Ölpumpenvakuum und kristallisiert den erhaltenen Rückstand aus<br />
Dichlormethan/Petrolether um. Man erhält einen roten Feststoff.<br />
Aus Dichlormethan / n-Hexan können von beiden <strong>Komplexe</strong>n orange- (11a), bzw.<br />
braunrote (11b) Kristalle erhalten werden, die für eine Röntgenstrukturanalyse geeignet<br />
sind.<br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3pyridylamidino-1,2propadienyliden)chrom<br />
(11a)<br />
M = Cr<br />
Habitus: Orangerote, nadelförmige Kristalle, die sich bei 113 °C zersetzen. Ausbeute:<br />
0,39 g (0,99 mmol, 99 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2078 vw, 1930 vs, 1909 m; ν(CCC)<br />
2006 m. 1 H-NMR(400 MHz, CDCl3): 3.44 (s, 3H, NCH3), 3.55 (s, 3H, NCH3), 7.54 (td,<br />
1H, Pyr), 7.90 (t, 1H, 3 JH,H = 6.4 Hz, Pyr), 8.36 (d, 1H, 3 JH,H = 7.0 Hz, Pyr), 8.67 (d, 1H,<br />
3<br />
JH,H = 2.6 Hz, Pyr), 8.79 (s, br, 1H, NH2), 9.80 (s, br, 1H, NH2). 13 C-NMR(100 MHz,<br />
CDCl3): 32.2 (NCH3), 39.4 (NCH3), 108.8 (Cβ), 122.3, 126.6, 131.2, 133.7, 140.4 (5 C,<br />
PyrC), 156.9 (Cγ), 167.9 (Amidinyl-C), 185.1 (Cα), 213.9 (cis-CO), 222.5 (trans-CO).<br />
UV-Vis λmax (nm) (log ε) [LM]: 402 (4.089) [CH2Cl2], 407 (4.074) [Et2O], 386 (3.939)
8 Experimenteller Teil 195<br />
[DMF].FAB-MS m/z (%): 392 (41) [M + ], 364 (10) [(M-CO) + ], 336 (48) [(M-2CO) + ],<br />
308 (48) [(M-3CO) + ], 280 (100) [(M-4CO) + ] , 252 (100) [(M-5CO) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 48.90; H 3.03, N 14.27, ber. für C16H12CrN4O5 (392.29): C<br />
48.99, H 3.08, N 14.28%.<br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3pyridylamidino-1,2propadienyliden)wolfram<br />
(11b)<br />
M =W<br />
Habitus: Rote, nadelförmige Kristalle, die sich bei 124 °C zersetzen. Ausbeute: 0,51 g<br />
(0,98 mmol, 98 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2084 vw, 1927 vs, 1903 m; ν(CCC) 2010<br />
m. 1 H-NMR(400 MHz, CDCl3): 3.43 (s, 3H, NCH3), 3.54 (s, 3H, NCH3), 7.53 (td, 1H,<br />
3<br />
JH,H = 6.3 Hz, 5 JH,H = 1.7 Hz, Pyr), 7.87 (td, 1H, 3 JH,H = 7.5 Hz, 5 JH,H = 1.7 Hz, Pyr),<br />
8.33 (d, 1H, 3 JH,H = 7.8 Hz, Pyr), 8.67 (d, 1H, 3 JH,H = 5.0 Hz, Pyr), 8.82 (s, br, 1H, NH2),<br />
9.98 (s, br, 1H, NH2). 13 C-NMR(100 MHz, CDCl3): 38.1 (NCH3), 41.0 (NCH3), 109.7<br />
(Cβ), 122.4, 127.2, 137.4, 148.8, 149.3 (5 C, PyrC), 160.9 (Cγ), 167.5 (Amidinyl-C),<br />
174.9 (d, 1C, 1 JW,C = 131.4 Hz, Cα), 197.1 (cis-CO), 201.5 (trans-CO). UV-Vis λmax<br />
(nm) (log ε) [LM]: 400 (3.919) [CH2Cl2], 359 (3.812) [Et2O], 346 (3.939) [DMF].<br />
FAB-MS m/z (%): 524 (10) [M + ], 496 (11) [(M-CO) + ], 384 (13) [(M-5CO) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 36.52; H 2.37, N 10.61, ber. für C16H12N4O5W (524.15): C<br />
36.64, H 2.31, N 10.69%.<br />
8.4.5 Darstellung von Lithiumferrocenyl 12<br />
Lithiumferrocenyl (12) LiFc<br />
9.6 g (51.6 mmol, 1 eq) Ferrocen werden in 30 ml THF unter Argon-Atmosphäre<br />
vorgelegt und auf 0 °C gekühlt. 39.2 ml (58 mmol, 1.12 eq) t-BuLi (1.5 M in Hexan)<br />
werden zugegeben und sie Lösung sofort darauf mit 70 ml Pentan versetzt und die<br />
Lösung auf -80° C gekühlt. Dabei fällt ein orange-brauner Niederschlag aus. Die<br />
Suspension wird unter Argon filtriert und mit Pentan mehrmals gewaschen. Der<br />
Rückstand wird im Vakuum mehrere Stunden getrocknet.<br />
Habitus: Orangefarbenes, an Luft pyrophores Pulver. Ausbeute: 4.95 g (25.8 mmol,<br />
50 %).
196 8 Experimenteller Teil<br />
8.4.6 Darstellung der Carben-<strong>Komplexe</strong> 13 und 14<br />
1.05 g (5 mmol, 1 eq) Ethinylferrocen wurden in 50 ml THF im Ethanolkältebad bei<br />
–80° C vorgelegt. 3.2 ml (5 mmol, 1 eq) n-BuLi (1.6 M in Hexan) wurden zugegeben<br />
und es wurde für 60 min bei dieser Temperatur und für weitere 30 min bei<br />
Raumtemperatur gerührt. Bei -80° C wurden 1.8 g (5 mmol, 1 eq) W(CO)6 zugegeben<br />
und 60 min gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt. Der rote Rückstand<br />
wurde in 100 ml Dichlormethan aufgenommen und im Eiswasserbad auf 0° C gekühlt.<br />
0.75 g (5 mmol, 1 eq) Methylmeerweinsalz wurden zugegeben und für 60 min gerührt.<br />
Die Lösung wurde bei -20° C über eine Fritte mit Kieselgel gegeben. Das Filtrat wurde<br />
im Vakuum vom Lösungsmittel befreit. Die Reinigung des Rohproduktes erfolgte per<br />
Flash-Säulenchromatographie mit Gemischen aus Petrolether/Dichlormethan<br />
zunehmender Polarität.<br />
Pentacarbonyl(1-methoxy-3-ferrocenylprop-2-in-yliden)chrom<br />
(13a)<br />
M = Cr, R = Me<br />
Habitus: Violetter Feststoff. Ausbeute: 1.16 g (3.6 mmol, 72 %). IR (Et2O, cm -1 ):<br />
ν(CC) 2129 m; ν(CO) 2054 m, 2020 w, 1947 s. Die anderen Daten stimmen mit denen<br />
in der Literatur [215] überein.<br />
Pentacarbonyl(1-methoxy-3-ferrocenylprop-2-in-yliden)wolfram<br />
(13b)<br />
M = W, R = Me<br />
Habitus: Roter Feststoff. Ausbeute: 2.8 g (4.88 mmol, 97 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CC)<br />
2127 vw; ν(CO) 2061 m, 1974 s, 1942 s. FAB-MS m/z (%): 576 (100) [M + ]; 546 (49)<br />
[(M- CO) + ]; 520 (93) [(M-2CO) + ] 492 (84) [(M-3CO) + ]; 436 (91) [(M-5CO) + ]. Die<br />
anderen Daten stimmen mit denen in der Literatur [215] überein.
8 Experimenteller Teil 197<br />
Pentacarbonyl(1-ethoxy-3-ferrocenylprop-2-in-yliden)chrom<br />
(14a)<br />
M = Cr, R = Et<br />
Habitus: Roter Feststoff. Ausbeute: 1.68 g (3.7 mmol, 73 %). IR (Et2O, cm -1 ): ν(CC)<br />
2129 m; ν(CO) 2054 m, 2020 w, 1947 s. Die anderen Daten stimmen mit denen der<br />
Literatur [215] überein.<br />
Pentacarbonyl(1-ethoxy-3-ferrocenylprop-2-in-yliden)wolfram<br />
(14b)<br />
M = W, R = Et<br />
Habitus: Roter Feststoff. Ausbeute: 1.15 g (2 mmol, 80 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CC)<br />
2128 m; ν(CO) 2061 m, 1973 m, 1949 s. FAB-MS m/z (%): 576 (100) [M + ]; 546 (49)<br />
[(M-CO) + ]; 520 (93) [(M-2CO) + ] 492 (84) [(M-3CO) + ]; 436 (91) [(M-5CO) + ]. Die<br />
Daten stimmen mit denen der Literatur [215] überein.<br />
8.4.7 Darstellung der Carben-<strong>Komplexe</strong> 15 und 16<br />
(CO) 5M C<br />
H<br />
OR<br />
C C<br />
NMe 2<br />
Fc<br />
R=Me(15)<br />
Et (16)<br />
M=Cr(a)<br />
W(b)<br />
1.9 mmol des entsprechenden Ferrocenylethinylcarben-<strong>Komplexe</strong>s werden in 50 ml<br />
THF im Eiswasserbad vorgelegt. 0.22 ml (1.9 mmol, 1 eq) Dimethylamin (40% in<br />
Wasser) werden langsam zugegeben. Nach 5 min Rühren wird das Eiswasserbad<br />
entfernt und bei Raumtemperatur gerührt, bis die Reaktion beendet ist (DC-Kontrolle).<br />
Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt und der Rückstand bei -20 °C mit<br />
Petrolether/Dichlormethan-Gemischen zunehmender Polarität über Kieselgel<br />
chromatographiert. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum werden die<br />
Produkte als gelbrote Pulver erhalten.
198 8 Experimenteller Teil<br />
Pentacarbonyl(1-methoxy-3dimethylamino-3-ferrocenyl-prop-2-enyliden)chrom<br />
(15a)<br />
M = Cr, R = Me<br />
Habitus: Roter Feststoff, der sich bei 130 °C zersetzt. Ausbeute: 0.6 g (1.2 mmol, 64<br />
%). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2042 m, 1956 w, 1915 s, 1897 w. 1 H-NMR (400 Mhz,<br />
CDCl3): 3.02 (s, 6 H, NMe2), 4.25 (s, 3 H, OMe), 4.45 (s, 5 H, Cp); 4.52 (s, 2 H, C5H4),<br />
4.58 (s, 2 H, C5H4), 6.84 (s, 1 H, C=CH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 29.8 (OMe),<br />
63.2 (NMe2), 71.1 (C5H5), 71.2 (C5H4), 73.2 (C5H4), 73.3 (C5H4), 79,8 (CH=C), 117.2<br />
(C-Fc), 162.3 (Cr=C), 220.3 (cis-CO), 224.6 (trans-CO). UV-VIS λmax (log ε) [LM]:<br />
515 nm (3,574) [CH2Cl2]; 514 nm (3,567) [DMF]; 527 nm (3,538) [THF]. FAB-MS<br />
m/z (%): 489 (3) [M + ], 461 (5) [(M-CO) + ], 433 (5) [(M-2CO) + ], 405 (40) [(M-3CO) + ],<br />
377 (16) [(M-4CO) + ], 349 (100) [(M-5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 51.65, H 4.09,<br />
N 2.86, ber. für C21H19CrFeNO6 (488.21): C 51.66, H 3.72, N 2.87%.<br />
Pentacarbonyl(1-methoxy-3dimethylamino-3-ferrocenyl-prop-2-enyliden)wolfram<br />
(15b)<br />
M = W, R = Et<br />
Habitus: Roter Feststoff, der sich bei 135 °C zersetzt. Ausbeute: 1.32 g (2.1 mmol, 53<br />
%). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2051 m, 1956 vw, 1914 s, 1906 vw. 1 H-NMR (400 MHz,<br />
CDCl3): 1.51 (s, 3 H, OMe), 3.08 (s, 6 H, NMe2), 4.28 (s, 5 H, Cp), 4.51 (s, 2 H, C5H4);<br />
4.57 (s, 2H, C5H4); 6,95 (s, 1 H, =CH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 34.7 (NMe2),<br />
63.3 (OCH3), 71.03 (C5H5), 71.3 (C5H4), 71,5 (C5H4), 73.2 (C5H4), 79.6 (CH=C), 112.2<br />
(C-Fc), 191.1 (W=C), 200.7 (cis-CO), 204.3 (trans-CO). UV-VIS λmax (log ε) [LM]:<br />
524 nm (3,490) [CH2Cl2]; 520 nm (3,438) [DMF]; 501 nm (3,419) [THF]. FAB-MS<br />
m/z (%): 620 (10) [M + ]; 592 (19) [(M-CO) + ]; 564 (16) [(M-2CO) + ]; 536 (19) [(M-<br />
3CO) + ]; 508 (19) [(M-4CO) + ]; 480 (100) [(M-5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C<br />
40.97, H 3.17, N 2.14, ber. für C21H19FeNO6W (621.06): C 40.61, H 3.08, N 2.26%.
8 Experimenteller Teil 199<br />
Pentacarbonyl(1-ethoxy-3dimethylamino-3-ferrocenyl-prop-2-enyliden)chrom<br />
(16a)<br />
M = Cr, R = Et<br />
Habitus: Gelber Feststoff, der sich bei 130 °C zersetzt. Ausbeute: 0.39 g (0.77 mmol,<br />
48 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2041 m, 1958 w, 1916 s, 1899 m. 1 H-NMR (400 MHz,<br />
CDCl3): 1.38 (t, 3 H, CH3), 3.08 (s, 6 H, NMe2), 4.28 (s, 5 H, C5H5), 4.49 (t, 2 H,<br />
C5H4), 4.56 (t, 2 H, C5H4), 4.59 (q, 2 H, CH2), 6.84 (s, 1 H, C=CH). 13 C-NMR (100<br />
MHz, CDCl3): 16.1 (CH2CH3), 45.3 (NMe2), 71.1 (C5H5), 71.3 (2C, C5H4), 72.6 (2C,<br />
C5H4), 73.2 (1C, C5H4), 79.7 (CH=C), 117.4 (C-Fc), 162.1 (Cr=C), 220.4 (cis-CO),<br />
224.8 (trans-CO). UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 497 nm (3,738) [CH2Cl2]; 520 nm<br />
(3,469) [DMF]; 515 nm (3,695) [THF]. FAB-MS m/z (%): 503 (4) [M + ]; 475 (6) [(M-<br />
CO) + ]; 447 (11) [(M-2CO) + ]; 419 (79) [(M-3CO) + ]; 391 (26) [(M-4CO) + ]; 363 (100)<br />
[(M-5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 52.57, H 4.21, N 2.92, ber. für C22H21CrFeNO6<br />
(503.25): C 52.51, H 4.21, N 2.78%.<br />
Pentacarbonyl(1-ethoxy-3dimethylamino-3-ferrocenyl-prop-2-enyliden)wolfram<br />
(16b)<br />
M = W, R = Et<br />
Habitus: Orangefarbener Feststoff, der sich bei 140 °C zersetzt. Ausbeute: 0.53 g (0.83<br />
mmol, 83 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2051 m, 1937 vw, 1913 s, 1894 vw. 1 H-NMR<br />
(400 MHz, CDCl3): 1.34 (t, 3 H, OMe), 3.05 (s, 6 H, NMe2), 4.23 (s, 5 H, C5H5), 4.46<br />
(t, 2 H, C5H4), 4.45 (q, 4 H, CH2), 4.53 (t, 2 H, C5H4), 6.87 (s, 1 H, C=CH). 13 C-NMR<br />
(100 MHz, CDCl3): 14.2 (CH3, Et), 68.6 (C5H5), 68.8 (C5H4), 70.6 (C5H4), 72.9<br />
(CH=C), 117.8 (C-Fc), 162.07 (W=C), 198.2 (cis-CO), 201.8 (trans-CO). UV-VIS λmax<br />
(log ε) [LM]: 532 nm (3,514) [CH2Cl2]; 511 nm (3,463) [DMF]; 504 nm (3,027) [THF].<br />
FAB-MS m/z (%): 634 (18) [M + ]; 606 (20) [(M-CO) + ]; 578 (23) [(M-2CO) + ]; 550 (14)<br />
[(M-3CO) + ]; 522 (21) [(M-4CO) + ]; 494 (100) [(M- 5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C<br />
41.23, H 3.40, N 2.29, ber. für C22H20FeNO6W (634.1): C 41.67, H 3.18, N 2.21%.
200 8 Experimenteller Teil<br />
8.4.8 Darstellung des Carben-<strong>Komplexe</strong>s 17<br />
Der Komplex wird als Nebenprodukt der Darstellung des <strong>Komplexe</strong>s 15a erhalten.<br />
Pentacarbonyl(1-dimethylamino-3ferrocenyl-prop-2-in-yliden)chrom<br />
(17)<br />
Habitus: Rote Kristalle, die sich bei 135 °C zersetzen. Ausbeute: 0.2 g (0.4 mmol, 21<br />
%). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2052 m, 1973 w, 1930 s, 1911 w. 1 H-NMR (400 MHz,<br />
CDCl3): 2.97 (s, 3 H, NMe), 3.83 (s, 3 H, NMe), 4.25 (s, 5 H, Cp), 4.45 (s, 2 H, C5H4),<br />
4.54 (s, 2 H, C5H4). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 47.3 (NMe), 49.2 (NMe), 70.3<br />
(C5H5), 70.9 (C5H4), 71.7 (C5H4), 72.2 (C5H4), 89,5 (C≡C-Fc), 122.7 (C-Fc), 133.8<br />
(Cr=C), 217.8 (cis-CO), 224.3 (trans-CO). UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 442 nm (4,009)<br />
[CH2Cl2]; 450 nm (3,986) [Et2O]; 428 nm (4,025) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 457 (4)<br />
[M + ], 401 (25) [(M-2CO) + ], 373 (51) [(M-3CO) + ], 345 (15) [(M-4CO) + ], 317 (100)<br />
[(M-5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 56.37, H 3.97, N 2.24, ber. für C20H15CrFeNO5<br />
(457.2): C 52.54, H 3.31, N 3.06%.<br />
8.4.9 Darstellung der Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> 18 und 19<br />
Pentacarbonyl((3-dimethylamino-3ferrocenyl-1,2-propadienyliden)chrom<br />
(18)<br />
0.15 mmol 15a oder 16a (1 eq) wurden in 50 ml Et2O im Eiswasserbad vorgelegt. 0.16<br />
ml BCl3 (1M in Hexan; 0.16 mmol, 1 eq) wurden zugegeben und die Lösung 30<br />
Minuten gerührt, dabei änderte sich die Farbe der Lösung von orange nach rot. Der<br />
Fortschritt der Reaktion wurde IR-spektroskopisch verfolgt. Das Lösungsmittel wurde<br />
im Vakuum entfernt. Reinigung des Rohproduktes erfolgte per Flash-<br />
Säulenchromatographie<br />
Polarität.<br />
mit Petrolether/Dichlormethan-Gemischen zunehmender
8 Experimenteller Teil 201<br />
Habitus: Roter Feststoff, der sich bei 125 °C zersetzt. Ausbeute: 0.15 g (0.1 mmol, 73<br />
%). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2075 w, 1930 s, 1905 m; ν(CCC) 2002 m. 1 H-NMR (400<br />
MHz, [d6]-Aceton): 3.39 (s, 3H, NMe), 3.62 (s, 3H, NMe), 4.34 (s, 5H,C5H5), 4.65 (s,<br />
2H, C5H4), 4.89 (s, 2H, C5H4). 13 C-NMR (100 MHz, [d6]-Aceton): 38.7, 42.7 (NMe2),<br />
72.6 (Cp), 71.9 (Cp), 73.3 (Cp), 105.1 (Cβ), 167.7 (Cγ), 196.2 (Cα), 218.2 (cis-CO),<br />
223.7 (trans-CO). UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 515 nm (3,574) [CH2Cl2]; 527 nm<br />
(3,538) [THF]; 514 nm (3,567) [DMF]. FAB-MS m/z (%):457 (16) [M + ], 401 (13) [(M-<br />
2CO) + ], 373 (17) [(M-3CO) + ], 345 (84) [(M-4CO) + ], 317 (100) [(M-5CO) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 52.64, H 3.84, N 2.80, ber. für C20H15CrFeNO5 (457.2): C,<br />
52.54, H, 3.31, N, 3.06%.<br />
Pentacarbonyl((3-bis(ferrocenyl)-1,2propadienyliden)chrom<br />
(19)<br />
0.3 g 1a (1 mmol, 1 eq) wurden in 50 ml Et2O im Eiswasserbad vorgelegt. 0.19 g LiFc<br />
(1 mmol, 1 eq) wurden zugegeben und die Lösung 5 h unter DC-Kontrolle gerührt. Das<br />
Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt. Reinigung des Rohproduktes erfolgte per<br />
Flash-Säulenchromatographie mit Petrolether/Dichlormethan-Gemischen zunehmender<br />
Polarität.<br />
Habitus: Blauer Feststoff, der aus einem n-Hexan/Dichlormethan-Gemisch kristallisiert<br />
und sich bei 130° C zersetzt. Ausbeute: 0.5 g (0.1 mmol, 73 %). IR (PE, cm -1 ): ν(CO)<br />
2062 w, 1949 m, 1933 m; ν(CCC) 1964 m; (THF, cm -1 ): ν(CO) 2062 (vw), 1937 (s),<br />
1918 (vs), ν(CCC) 1961 (m). 1 H-NMR (400 MHz, [d6]-Aceton): 4.23 (s, 10H, C5H5),<br />
4.94 (s, 4H, C5H4), 5.13 (s, 4H, C5H4). 13 C-NMR (100 MHz, [d6]-Aceton): 73.0<br />
(C5H5), 75.9, 76.5, 77.5, 87.0 (C5H4), 162.0 (Cβ), 168.5 (Cγ), 217.1 (cis-CO), 230.9<br />
(trans-CO), 265.5 (Cα). UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 768 nm (4,40) [Pentan]. FAB-MS<br />
m/z (%): 598 (16) [M + ], 542 (13) [(M-2CO) + ], 486 (17) [(M-4CO) + ], 458 (84) [(M-<br />
5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 56.36, H 3.03, ber. für C28H18CrFe2NO5 (598.1): C<br />
56.36, H 3.19%.
202 8 Experimenteller Teil<br />
8.4.10 Darstellung des Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>s 20<br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-5-Eferrocenyl-1,2,4-pentatrienyliden)chrom<br />
(20)<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
H<br />
NMe 2<br />
1 mmol Formylferrocen wurde zu einer Lösung von 0.28 g (1 mmol) 1a in 10 ml<br />
Et3N/THF (1:1) gegeben. Die Lösung wurde 30 min gerührt, anschließend wurden 0.26<br />
ml (3 mmol) TMSCl hinzugegeben. Die Lösung wurde langsam tiefrot. Nach 17 h<br />
wurde die Reaktionslösung bei -20 °C über Silicagel mit Pentan/THF-Gemischen<br />
zunehmender Polarität chromatographiert. Das Produkt wurde als rote Bande eluiert, die<br />
nach Entfernen des Lösungsmittels im Ölpumpenvakuum 29 als rote Kristalle ergab.<br />
Die spektroskopischen Daten stimmen mit denen in der Literatur [96] überein.<br />
8.4.11 Darstellung der Lithium(diphenylarsenid)-Lösung 21<br />
Lithiumdiphenylarsenid (21) Li[AsPh2]<br />
10.2 g (33 mmol) Triphenylarsan werden in 20 ml THF gelöst und 0.5 g (66 mmol)<br />
Lithium zugegeben. Nach 20 h wird die tiefrote Lösung filtriert, um Lithium<br />
abzutrennen. Das Filtrat wird bei 0° C tropfenweise mit 3.1 g (33 mmol, 3.7 ml)<br />
t-Butylchlorid in 8.4 ml THF versetzt. Die Lösung wird 10 min bei RT gerührt, wobei<br />
sich Niederschlag bildet. Das Volumen wird mit THF auf 33 ml (1M Konzentration)<br />
aufgefüllt und die Lösung sofort weiterverwendet.<br />
Habitus: Tiefrote Lösung, die sich selbst bei -80° C langsam zersetzt.<br />
Fc<br />
H
8 Experimenteller Teil 203<br />
8.4.12 Darstellung des Arsinoalkinyl-<strong>Komplexe</strong>s 22<br />
Pentacarbonyl(3-diphenylarsino-3methoxy-3-dimethylamino-1-propinyl)chromat<br />
(22)<br />
Zu einer Lösung von 1 mmol 1 in THF wird bei -80 °C 1 ml (1 mmol; 1eq) einer 1<br />
molaren Li[As(Ph)2]-Lösung in THF gegeben. Die Lösung wird ca. 5 min bei dieser<br />
Temperatur gerührt.<br />
Habitus: Rote Lösung. IR (THF, -80 °C, cm -1 ): ν(CO) 1865 m, 1908 vs, 2081 vw;<br />
ν(CCC) 2040 m.<br />
8.4.13 Darstellung der Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3diphenylphosphino-1,2propadienyliden)chrom<br />
(23a)<br />
0.9 g (4.8 mmol) Diphenylphosphan in 90 ml THF werden tropfenweise bei -80° C mit<br />
3 ml (4.8 mmol, 1.6 M in n-Hexan) n-BuLi versetzt. Die orange Lösung wird 20 min<br />
gerührt und anschließend mit 0.9 g (3 mmol) Komplex 1a versetzt. Die Reaktionslösung<br />
wird 10 min bei 0° C gerührt und anschließend über Kieselgel bei -20° C mit Et2O<br />
filtriert, das Lösungsmittel wird bei 0° C im Vakuum entfernt. Nach Flash-<br />
Chromatographie bei -20° C mit Petrolether/CH2Cl2 4:1 können 0.9 g (2.0 mmol, 67%)<br />
des Produkts 23a als rotes Öl erhalten werden.<br />
Habitus: Rotes Öl. Ausbeute: 0.9 g (2 mmol, 67 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2060 vw,<br />
1935 vs, 1910 m; ν(CCC) 1984 m. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 3.35 (s, 3H, NCH3),<br />
3.65 (s, 3H, NCH3), 6.95-7.93 (m, 10H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 42.2<br />
(NCH3), 46.0 (NCH3), 102.7 (Cβ), 129.2, 129.4, 130.7, 131.6, 131.7, 134.4, 134.6 (12 C,<br />
ArC), 163.3 (Cγ), 203.0 (Cα), 217.0 (cis-CO), 224.9 (trans-CO). 31 P-NMR (161MHz,<br />
CD2Cl2): 8.4. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 532 nm (3.973) [Et2O]; 536 nm (3.944)<br />
[CH2Cl2]; 498 nm (3.923) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 457 (10) [M + ], 401 (9) [(M-
204 8 Experimenteller Teil<br />
2CO) + ], 345 (28) [(M-4CO) + ], 317 (100) [(M-5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C<br />
57.35; H 4.99, N 2.94, ber. für C22H16CrNO5P (457.3): C 57.78, H 3.53, N 3.06 %.<br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3diphenylphosphino-1,2propadienyliden)wolfram<br />
(23b)<br />
Die Darstellung erfolgt aus 1b analog der von 23a.<br />
Habitus: Rotes Öl. Ausbeute: 0.8 g (2 mmol, 71 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2075 vw,<br />
1930 vs, 1903 m; ν(CCC) 1985 m. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 3.48 (s, 3H, NCH3),<br />
3.73 (s, 3H, NCH3), 7.48-7.53 (m, 10H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 43.6<br />
(NCH3), 46.9 (NCH3), 102.7 (Cβ), 129.9, 130.0, 131.4, 132.5, 135.1, 135.3 (12 C, ArC),<br />
168.2 (Cγ), 197.5 (Cα), 206.1 (cis-CO), 209.8 (trans-CO). 31 P-NMR (161 MHz,<br />
CDCl3): 8.9. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 534 nm (3.487) [Et2O]; 495 nm (3.459)<br />
[CH2Cl2]; 495 nm (3.352) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 589 (36) [M + ], 560 (18) [(M-<br />
CO) + ], 506 (100) [(M-3CO) + ], 448 (41) [(M-5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 41.06;<br />
H 3.00, N 2.27, ber. für C22H16NO5PW (589.2): C 44.85, H 2.74, N 2.38 %.<br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3-<br />
[diphenyl(pentacarbonylchrom)phosphino-<br />
κP]-1,2-propadienyliden)chrom (24a)<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
(CO) 5Cr<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
0.5 mmol 23a werden in 5 ml THF gelöst und unter Rühren werden 5 ml (0.5 mmol, 0.1<br />
M in THF) Pentacarbonyl(tetrahydrofuran)chrom zugegeben. Die Lösung wird 2 h bei<br />
Raumtemperatur unter IR-spektroskopischer Kontrolle gerührt. Das Lösungsmittel wird<br />
im Vakuum entfernt. Die Umsetzung war annähernd qantitativ.<br />
Aus einem n-Hexan/Diethylether-Gemisch konnten bei -20 ° C Einkristalle erhalten<br />
werden, die für eine Röntgenstrukturanalyse geeignet waren.<br />
Habitus: Rote Kristalle, die sich bei 128° C zersetzen. Ausbeute: quantitativ. IR (THF,<br />
cm -1 ): ν(CO) 2068 w, 2059 vw, 1946 vs, 1940 s, sh, 1920 s, sh ; ν(CCC) 1977 m.<br />
1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 3.43 (s, 3H, NCH3), 3.88 (s, 3H, NCH3), 7.56-7.59 (m,
8 Experimenteller Teil 205<br />
6H, ArH), 7.89-7.95 (m, 4H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 45.2 (NCH3), 46.3<br />
(NCH3), 104.7 (Cβ), 129.3, 129.4, 131.7, 133.3, 133.4 (12 C, ArC), 155.8 (Cγ), 205.1<br />
(Cα), 215.3 (P-[Cr], cis-CO), 216.9 ([Cr], cis-CO), 220.5 (P-[Cr], trans-CO) , 224.5<br />
([Cr], trans-CO). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 76.5. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 541<br />
nm (3.961) [Et2O]; 535 nm (3.933) [CH2Cl2]; 499 nm (3.857) [DMF]. FAB-MS m/z<br />
(%): 649 (15) [M + ], 537 (73) [(M-4CO) + ], 509 (93) [(M-5CO) + ], 453 (21) [(M-7CO) + ],<br />
425 (35) [(M-8CO) + ], 369 (83) [(M-10CO) + ], 317 (100) [(M-10CO-Cr) + ], 266 (33) [(M-<br />
10CO-2Cr) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 49.42; H 2.68, N 2.08, ber. für<br />
C27H16Cr2NO10P (649.39): C 49.94, H 2.48, N 2.16 %.<br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3-<br />
[diphenyl(pentacarbonylwolfram)phosphino-<br />
κP]-1,2-propadienyliden)wolfram (24b)<br />
Die Darstellung erfolgt analog der von 24a, jedoch unter Verwendung des <strong>Komplexe</strong>s<br />
23b.<br />
Habitus: Rote Kristalle, die sich bei 133° C zersetzen. Ausbeute: quantitativ. IR (THF,<br />
cm -1 ): ν(CO) 2075 w, 2050 vw, 1943 vs, 1934 vs, 1911s; ν(CCC) 1974 m. 1 H-NMR<br />
(400 MHz, CDCl3): 3.34 (s, 3H, NCH3), 3.83 (s, 3H, NCH3), 7.47-7.95 (m, 10H, ArH).<br />
13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 46.1 (NCH3), 47.2 (NCH3), 126.2 (Cβ), 130.1, 130.2,<br />
132.5, 133.2, 133.7, 134.6 (12 C, ArC), 158.7 (Cγ), 196.7 (cis-CO), 199.4 (trans-CO),<br />
197.0 (cis-CO), 201.1 (trans-CO), 219.1 (Cα). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 87.3. UV-<br />
Vis λmax (nm) (log ε) [LM]: 442 (4.009) [CH2Cl2], 450 (3.986) [Et2O], 428 (4.025)<br />
[DMF]. FAB-MS m/z (%): 773 (100) [(M-5CO) + ], 717 (28) [(M-7CO) + ], 661 (42) [(M-<br />
9CO) + ], 633 (35) [(M-10CO) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 35.21; H 1.78, N 1.72, ber.<br />
für C25H16NO10P W2 (913.0): C 35.52, H 1.77, N 1.53%.
206 8 Experimenteller Teil<br />
Pentacarbonyl(3-dimetylamino-3diphenylphosphan-1,2hpropadienyliden)chrom-κ(P)dicarbonylcyclopentadienylmangan<br />
(25)<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
OC<br />
Mn<br />
OC<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
1 mmol 23a wird in 20 ml THF gelöst und unter Rühren 27 ml<br />
(1.6 mmol, 0.06 M in THF) Dicarbonyl(tetrahydrofuran)pentadienylmangan zugegeben.<br />
Die rote Lösung wird 2 h bei Raumtemperatur gerührt und das Lösungsmittel<br />
anschließend im Ölpumpenvakuum entfernt. Nach Flash-Chromatographie bei -20° C<br />
mit Petrolether/CH2Cl2-Gemischen zunehmender Polarität kann Komplex 25 als<br />
violettes Öl isoliert werden.<br />
Habitus: Violettes Öl. Ausbeute: 0.41 g (0,62 mmol, 62 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO)<br />
2072 vw, 1951 sh (Mn[CO]), 1943 vs, 1923 m, sh, 1892 sh (Mn[CO]); ν(CCC) 1981 m.<br />
1<br />
H-NMR (400 MHz, CDCl3): 3.49 (s, 3H, NCH3), 3.87 (s, 3H, NCH3), 4.63 (s, 2H,<br />
Cp), 4.82 (s, 3H, Cp), 7.49-7.53 (m, 6H, ArH), 7.75-7.80 (m, 4H, ArH). 13 C-NMR<br />
(CDCl3): Konnte aufgrund paramagnetischer Störungen bisher nicht erhalten werden.<br />
31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 78.9. UV-VIS λmax (nm) (logε) [LM]: 510 (2.864)<br />
[CH2Cl2]; 507 (2.865) [CHCl3]; 487 (2.538) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 633 (12) [M + ],<br />
513 (15) [(M-Cp-2CO)], 457 (81) [(M-CpMn(CO)2)]. Elementaranalyse: gef.: C<br />
51.39; H 3.55, N 1.62, ber. für C29H21CrMnNO7P (633.4): C 54.99, H 3.34, N 2.21 %.
8 Experimenteller Teil 207<br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3diphenylphosphan-1,2propadienyliden)chrom-κ(P)tricarbonylnickel<br />
(26)<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
(CO) 3Ni<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
1 mmol 23a wird in 20 ml THF gelöst und unter Rühren 15 ml<br />
(1.5 mmol, 0.1 M in THF) Tetracarbonylnickel zugegeben. Die Lösung wird unter<br />
Gasentwicklung tiefrot und zersetzt sich nach wenigen Minuten unter Bildung eines<br />
schwarzen Niederschlags.<br />
IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2069 w, 2059 vw, 1946 vs, 1940 s, sh, 1920 s, sh;<br />
ν(CCC) 1977 m.<br />
Pentacarbonyl(3-dimethylamino-3diphenylphosphan-1,2propadienyliden)chrom-κ(P)kupfer(I)jodid<br />
(27)<br />
1 mmol 23a wird in 10 ml THF gelöst und unter Rühren 0.52 mmol<br />
(0.1 g; 1 eq) CuI zugegeben. Die Lösung wirde 3 h bei RT gerührt und das<br />
Lösungsmittel anschließend im Vakuum entfernt. Nach Flash-Chromatographie bei<br />
-20° C mit Petrolether/CH2Cl2-Gemischen zunehmender Polarität kann der Komplex 27<br />
als rotes Öl in 19%iger Ausbeute isoliert werden.<br />
Habitus: Rotes Öl. Ausbeute: 0.13 g (0,2 mmol, 20 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO) 2072<br />
vw, 1935 vs, 1914 m; ν(CCC) 1983 m. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 3.37 (s, 3H,<br />
NCH3), 3.60 (s, 3H, NCH3), 7.26-7.63 (m, 10H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3):<br />
29.9 (NCH3), 45.4 (NCH3), 101.0 (Cβ), 128.0, 128.1, 130.4, 133.4, 133.6 (12 C, ArC),<br />
147.2 (Cγ), 205.8 (Cα), 215.7 (cis-CO), 223.7 (trans-CO). 31 P-NMR (161 MHz,<br />
CDCl3): 74.4. UV-VIS λmax (nm) (logε) [LM]: 516 (3.476) [CH2Cl2]; 516 (3.273)<br />
[CHCl3]; 465 (3.452) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 519 (10) [(M-I) + ], 457 (15) [(M-<br />
CuI) + ], 373 (20) [(M-3CO) + ], 345 (20) [(M-4CO) + ], 317 (100) [(M-5CO) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 42.68; H 2.67, N 2.18, ber. für C22H16CrCuNO5P (647.7): C<br />
40.79, H 2.43, N 2.18 %.
208 8 Experimenteller Teil<br />
Pentacarbonyl(3-dimetylamino-3diphenylphosphino-1,2propadienyliden)chrom-κ(P)benzonitril(dichloro)palladium(II)<br />
(28)<br />
1 mmol 23a wird in 10 ml THF gelöst und unter Rühren werden 1 mmol<br />
(0.38 g; 1 eq) PdCl2(NCPh)2 zugegeben. Die Lösung wird 2 h bei RT gerührt und das<br />
Lösungsmittel anschließend im Vakuum entfernt. Nach Flash-Chromatographie bei<br />
-20° C mit Petrolether/CH2Cl2-Gemischen zunehmender Polarität kann der Komplex 28<br />
als lilafarbenes Öl in 27%iger Ausbeute isoliert werden.<br />
Habitus: Lilafarbenes Öl. Ausbeute: 0.2 g (0.27 mmol, 27 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO)<br />
2062 vw, 1941 vs, 1916 m; ν(CCC) 1976 m. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 3.73 (s, 3H,<br />
NCH3), 3.74 (s, 3H, NCH3), 7.50-8.02 (m, 15H, 15 ArH). 13 C-NMR (100 MHz,<br />
CDCl3): 46.6 (NCH3), 47.7 (NCH3), 106.4 (Cβ), 111.9 (CN), 122.2, 123.4, 127.2, 127.6,<br />
131.0, 133.2, 134.4, 136.0, 137.4 (18 C, ArC), 144.7 (Cγ), 197.1 (Cα), 218.6 (cis-CO),<br />
226.2 (trans-CO). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 28.8. UV-VIS λmax (nm) (log ε) [LM]:<br />
563 (3.932) [CH2Cl2]; 573 (4.014) [CHCl3]; 471 (3.908) [DMF]. FAB-MS m/z (%):<br />
702 (15) [(M-Cl) + ], 667 (12) [(M-2Cl) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 49.78; H 3.09, N<br />
3.00, ber. für C29H21Cl2CrN2O5PPd x 0.5 C6H14 (780.88): C 49.22, H 3.617, N 3.59 %.<br />
Pentacarbonyl(3-dimetylamino-3diphenylphosphan-1,2propadienyliden)chrom-κ(P)gold(I)chlorid<br />
(29)<br />
1 mmol 23a werden in 10 ml THF gelöst und unter Rühren 1 mmol<br />
(0.3 g; 1 eq) AuCl(SMe)2 zugegeben. Die Lösung wird 3 h bei Raumtemperatur gerührt,<br />
anschließend das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Nach Flash-Chromatographie bei<br />
-20° C mit Petrolether/CH2Cl2-Gemischen zunehmender Polarität kann der Komplex 29<br />
als lilafarbenes Öl in 60%iger Ausbeute isoliert werden.<br />
Habitus: Lilafarbenes Öl. Ausbeute: 0.44 g (0,6 mmol, 60 %). IR (THF, cm -1 ): ν(CO)<br />
2072 vw, 1943 vs, 1923 m; ν(CCC) 1976 m. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 3.74 (s, 3H,
8 Experimenteller Teil 209<br />
NCH3), 3.88 (s, 3H, NCH3), 7.65-7.87 (m, 10H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3):<br />
41.2 (NCH3), 47.9 (NCH3), 104.7 (Cβ), 128.5, 130.0, 130.2, 133.4, 134.9, 135.0 (12 C,<br />
ArC), 161.7 (Cγ), 201.2 (Cα), 216.7 (cis-CO), 225.4 (trans-CO). 31 P-NMR (161 MHz,<br />
CDCl3): 33.9. UV-VIS λmax (nm) (log ε) [LM]: 540 (3.643) [EtOH]; 556 (3.728)<br />
[CH2Cl2]; 493 (3.506) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 689 (42) [(M) + ], 457 (61) [(M-<br />
AuCl) + ], 401 (57) [(M-2CO) + ], 317 (100) [(M-AuCl-5CO) + ]. Elementaranalyse: gef.:<br />
C 40.30; H 4.63, N 1.39, ber. für C22H16AuClCrNO5P x 0.5 C6H14 (732.8): C 40.97, H<br />
3.16, N 1.91 %.<br />
8.4.14 Darstellung der Nickelhalogenid-<strong>Komplexe</strong><br />
Bromo(η 5 -cyclopentadienyl)-<br />
triphenylphosphan-nickel(II) (30b)<br />
Habitus: Rotes Pulver. Ausbeute: 62%. Elementaranalyse: gef.: C 59.51; H 4.63, ber.<br />
für C37H42BF4NiOP (649.20): C 59.28; H 4.33%.<br />
Der Habitus der Substanz stimmt mit den Literaturangaben [194] überein.<br />
Iodo(η 5 :κ(P)-[Diphenylphosphinoethyl]-<br />
cyclopentadienyl)nickel(II) (30c)<br />
Ni I<br />
PPh 2<br />
3.2 g Kalium(η 5 :κ(P)-[diphenylphosphinoethyl]-cyclopentadienid) (10 mmol) werden<br />
in 50 ml THF gelöst und 1 eq NiI2 (3.1 g, 10 mmol) zugegeben, wodurch die Lösung<br />
lila wird. Die Lösung wird 14 h gerührt und anschließend filtriert. Das violette Filtrat<br />
wird in 250 ml Et2O aufgenommen und ergibt nach entfernen des Lösungsmittels<br />
violette Kristalle.<br />
Habitus: Violettes Pulver, das bei 84 °C schmilzt. Ausbeute: 2.7 g (6 mmol, 60 %).<br />
1 H-NMR (CD2Cl2): 1.09 (t, 3 JHH = 7.0 Hz, 2H, CpCH2CH2P), 3.36 (dd, 3 JHH = 7.0 Hz,<br />
2 JPH = 7.0 Hz, 2H, CpCH2CH2P), 5.43 (d, 3 JHH = 5.3 Hz, 2H, Cp-m), 5.90 (d,<br />
3 JHH = 2.2 Hz, 2H, Cp-o), 7.41-7.86 (m, 10H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CD2Cl2):
210 8 Experimenteller Teil<br />
24.8 (s, CpCH2CH2P), 37.3 (d, 2 JPC = 22.3 Hz, CpCH2CH2P), 94.3 (d, 2 JPC = 8.0 Hz,<br />
Cp-o), 94.5 (d, 1 JPC = 25.4 Hz, Cp-i), 97.8 (s, Cp-m), 127.9, 129.7, 130.2, 131.2, 131.7,<br />
132.6 (12C, ArC). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 60.2. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 544<br />
nm (3.195) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 463 (80) [M + ], 336 (100) [(M-I) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 49.40; H 4.40, ber. für C19H19INiP (463.93): C 49.19; H<br />
4.13%.<br />
8.4.15 Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong><br />
8.4.15.1 Methode A<br />
0.47 g (1 mmol) Cp(Ph3P)NiCl, 0.01 g CuI und 1 mmol des entsprechenden Alkins<br />
werden in 30 ml NEt3 gelöst und unter Lichtausschluß 4 h gerührt. Danach wird das<br />
Lösungsmittel im Vakuum entfernt und der in Diethylether lösliche Rückstand über<br />
Kieselgel mit Diethylether/Aceton-Gemischen zunehmender Polarität<br />
chromatographiert. Die Produkte werden nach Entfernen des Lösungsmittels als grüne<br />
Feststoffe erhalten.<br />
8.4.15.2 Methode B<br />
1 mmol des entsprechenden Alkins wird in ca. 50 ml THF gelöst und bei -80 °C mit<br />
0.63 ml (1 mmol, 1 eq, 1,6 M Lösung in Hexan) BuLi versetzt. Nach 30 min Rühren bei<br />
dieser Temperatur wird 1 mmol (0.47 g) Cp(Ph3P)NiCl zugegeben und die Lösung<br />
weitere 30 min gerührt. Anschließend wird nach Methode A aufgearbeitet.<br />
Struktur der <strong>Komplexe</strong> 31-33
8 Experimenteller Teil 211<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-(-)-menthyloxy-3-oxo-prop-1-in-yl)<br />
(triphenylphosphan)nickel (31)<br />
R = O-(-)-menthyl<br />
Habitus: goldbraunes, irisierendes Pulver, das sich bei 94 °C zersetzt. Ausbeute<br />
(Methode): 0,48 g (0,79 mmol, 79 %) (A), 0,51 g (0,84 mmol, 84 %) (B). IR (CH2Cl2,<br />
cm -1 ): ν(CC) 2089 s. 1 H-NMR (400 MHz, CD2Cl2): 0.54 (d, 3 JHH = 6.9 Hz, 3H, H7),<br />
0.73 (m, 1H, H3), 0.80 (d, 3 JHH = 6.43, 3H, H9), 0.9 (m, 3H, H10), 1.15 (m, 2H, H5), 1.55<br />
(m, 2H, H4), 1.77 (m, 1H, H8), 2.16 (m, 1H, H6), 5.03 (s, 1H, OCH3), 5.20 (s, 5H, Cp),<br />
5.31 (m, 1H, H1), 7.34-7.44 (m, 9H, ArH), 7.62-7.71 (m, 6H, ArH). 13 C-NMR (100<br />
MHz, CDCl3): 16.3 (C7), 20.9 (C9), 22.2 (C10), 23.4 (C5), 25.7 (C8), 31.4 (C3), 34.4 (C4),<br />
40.9 (C2), 46.9 (C6), 74.1 (C1), 93.2 (Cp), 111.4 (d, 3 JCP = 1.3 Hz, Cβ), 128.4 (d,<br />
2<br />
JPC = 10.5 Hz, PArC), 130.5 (d, 3 JPC = 2.4 Hz, PArC), 133.2 (PArC), 134.0, (d,<br />
1 JPC = 11.2 Hz, PArC), 152.1 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 40,3. UV-VIS λmax<br />
(log ε) [LM]: 393 nm (3.10) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 607 (8) [(M+CH3) + ], 469<br />
(19) [(M+CH3-C10H18O) + ], 385 (36) [(M-C13H18O2) + ], 320 (29) [(M-C13H18O2-C5H5) + ],<br />
263 (63) [(M-C13H18O2-C5H5-Ni) + ]. CHN-Analyse: gef.: C 71.68; H 7.21, ber.für<br />
C36H39NiO2P (593,36): C 72.87; H 6.62%.<br />
(η5-Cyclopentadienyl)(3-dimethylamino-3-oxo-prop-1-in-yl)<br />
(triphenylphosphan)nickel (32)<br />
R = NMe2<br />
Aus einem Hexan/Diethylether-Gemisch konnten bei -20 °C grüne Einkristalle erhalten<br />
werden, die für eine Röntgenstrukturanalyse geeignet waren.<br />
Habitus: grünes, irisierendes Pulver, das sich bei 70 °C zersetzt. Ausbeute (Methode):<br />
0,42 g (0,87 mmol, 87 %) (A), 0,44 g (0,91 mmol, 91 %) (B). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CC)<br />
2085 vs. 1 H-NMR (CD2Cl2): 2.24 (s, 3H, NCH3), 2.69 (s, 3H, NCH3), 5.21 (s, 5H, Cp),<br />
7.37-7.45 (m, 9H, ArH), 7.69-7.73 (m, 6H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CD2Cl2): 33.7<br />
(NCH3), 37.5 (NCH3), 87.3 (d, 2 JPC = 26.3 Hz, Cα), 93.2 (Cp), 113.4 (d, 3 JPC = 1.2 Hz,<br />
Cβ), 128.4 (d, 2 JPC = 10.4 Hz, PArC), 130.4 (s, PArC), 132.1 (d, 3 JPC = 10.0 Hz, PArC),<br />
133.3 (s, PArC), 133.9 (d, 1 JPC = 11.3 Hz, PArC), 154.4 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz,<br />
CDCl3): 41.9. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 413 nm (2.943) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%):<br />
482 (80) [M + ], 385 (37) [(M-C5H6NO) + ], 219 (73) [(M-PPh3) + ]. Elementaranalyse:
212 8 Experimenteller Teil<br />
gef.: C 67,80; H 5,87; N 3,47, ber.für C28H26NNiOP (482,18): C 69,75; H 5,43; N<br />
2.90%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-oxo-3-phenyl-prop-1-in-yl)<br />
(triphenylphosphan)nickel (33)<br />
R = Ph<br />
Habitus: grünes, irisierendes Pulver, das sich bei 50 °C zersetzt. Ausbeute: 0,42 g<br />
(0,75 mmol, 75 %). IR(CH2Cl2, cm -1 ): ν(CC) 2058 s. 1 H-NMR (400 MHz, [D6]-<br />
Aceton): 5.09 (s, 5H, Cp), 7.22-7.67 (m, 20H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, [D6]-<br />
Aceton): 73.9 (Cα), 93.9 (Cp), 111.5 (Cβ), 129.3 (d, 2 JPC = 10.5 Hz, PArC), 131.4 (d,<br />
3 JPC = 2.9 Hz, PArC), 134.9 (d, 1 JPC = 11.1 Hz, PArC), 154.8 (Cγ). 31 P-NMR (161<br />
MHz, CDCl3): 42,1. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 393 nm (3.576) [CH2Cl2]; 397 nm<br />
(3.571) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 515 (73) [M + ], 386 (37) [(M-C9H5O) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 51.06; H 6.65, ber.für C32H25NiOP + CDCl3 (635,59): C<br />
62.36; H 4.28%.<br />
8.4.16 Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 34 und 35<br />
L<br />
Ni<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
O<br />
Struktur der <strong>Komplexe</strong> 34 und 35<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-dimethylamino-3-oxo-prop-1-in-<br />
yl)(trimethylphosphan)nickel (34)<br />
L = PMe3<br />
0.75 mmol (0.36 g) 32, werden in 30 ml CH2Cl2 gelöst und 0,75 mmol (78 ml) PMe3<br />
zugegeben. Der Reaktionsfortschritt wird dünnschichtchromatographisch verfolgt. Nach<br />
beendeter Umsetzung (ca. 3h) wird die Reaktionslösung über Kieselgel<br />
chromatographiert. Mit Diethylether/Aceton 5/1 wird eine grüne Fraktion eluiert, die<br />
nach Entfernen des Lösungsmittels ein grünes Öl ergibt. Durch Umkristallisieren aus<br />
einem Dichlormethan/n-Hexan-Gemisch können grüne Kristalle erhalten werden.
8 Experimenteller Teil 213<br />
Habitus: grüne Kristalle, die sich bei 93 °C zersetzen. Ausbeute: 0.3 g (0.6 mmol, 80<br />
%). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CC) 2081. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 1.47 (d, 3 JHH = 10.8<br />
Hz, 9H, PMe3), 2.86 (s, 3H, NCH3), 3.17 (s, 3H, NCH3), 5.27 (s, 5H, Cp). 13 C-NMR<br />
(100 MHz, CDCl3): 19.1 (d, 1 JPC = 32.8 Hz, 3C, PMe3), 33.7 (NCH3), 38.6 (NCH3),<br />
91.0 (d, 2 JPC = 1.9 Hz, Cp), 104.3 (d, 2 JPC = 49.6 Hz, Cα), 108.4 (d, 3 JPC = 1.6 Hz, Cβ),<br />
154.8 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 42.9. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 450 nm<br />
(3.735) [CH2Cl2]; 302 nm (4.103) [DMF]. FAB-MS m/z (%): 482 (80) [M + ], 385 (37)<br />
[(M-C5H6NO) + ], 219 (73) [(M-PPh3) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 52.75; H 6.69, N<br />
4.74, ber. für C13H20NNiOP (295.9): C 52.75; H 6.81, N 4.73%.<br />
(1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-4,5-dihydroimidazol-2-yliden)<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-dimethylamino-3-oxo-prop-1-in-<br />
yl)nickel(II) (35)<br />
L = SIMes<br />
Die Darstellung erfolgte analog zu derjenigen der <strong>Komplexe</strong> 31-35 aus<br />
Cp(SIMes)NiCl [197] . Der Komplex wurde durch Umkristallisation aus einem<br />
Hexan/Diethylether-Gemisch gewonnen. Die braunroten Einkristalle waren für eine<br />
Röntgenstrukturanalyse geeignet.<br />
Habitus: braunrote Kristalle, die sich bei 77 °C zersetzen. Ausbeute: 0.41 g (0.78<br />
mmol, 78 %). %. IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CC) 2081 vs. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3):<br />
2.36 (s, 18H, CH3), 2.61 (s, 4H, NCH2-CH2N), 3.04 (s, 3H, NCH3), 3.22 (s, 3H, NCH3),<br />
4.93 (s, 5H, Cp), 7.51 (s, 4H, m-H). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 18.2 (s, SIMes<br />
CH3), 21.0 (s, SIMes CH3), 33.6 (s, NCH3), 38.4 (s, NCH3), 45.9 (s, NCH2- CH2N),<br />
90.6 (s, Cp), 104.4 (s, Cα), 108.5 (s, Cβ), 123.8, 128.9, 135.4, 136.3, 138.7 (SIMes,<br />
ArC), 154.4 (Cγ), 171.9 (s, N-C-N). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 38.7. UV-VIS λmax<br />
(log ε) [LM]: 293 nm (3.771) [CH2Cl2]; 302 nm (4.103) [DMF]. FAB-MS m/z (%):<br />
524 (73) [(M-2H) + ], 426 (26) [(M-2H-C5H6NO) + ], 362 (47) [(SIMesNi-3H) + ], 303 (100)<br />
[(SIMes-3H) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 62.51; H 6.98, N 9.24, ber. für<br />
C31H37N3NiO + CH2Cl2 (646.72): C 62.88; H 6.43, N 6.87%.
214 8 Experimenteller Teil<br />
8.4.17 Darstellung der Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> 36 bis 38<br />
Struktur der <strong>Komplexe</strong> 36 und 37<br />
Die <strong>Komplexe</strong> 36 und 37 wurden analog der <strong>Komplexe</strong> 31-33 aus 2-Ethinyl-pyridin<br />
(36), bzw. 2-Ethinyl-5-brom-pyridin (37) hergestellt.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-dihydropyridin-prop-1-in-yl)<br />
(triphenylphosphan)nickel (36)<br />
R = H<br />
Habitus: grünbraunes, irisierendes Pulver, das sich bei 73 °C zersetzt. Ausbeute: 0,41<br />
g (0,84 mmol, 84 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CC) 2100 s. 1 H-NMR (400 MHz, [D6]-<br />
Aceton): 5.09 (s, 5H, Cp), 6.14 (d, 3 JHH = 7.8 Hz, 1H, PyrH), 6.70 (s, 1H, PyrH), 7.10 (t,<br />
2<br />
JHH = 7.0 Hz, 1H, PyrH), 7.31-7.39 (m, 9H, ArH), 7.61-7.84 (m, 6H, ArH), 8.07 (s, 1H,<br />
PyrH). 13 C-NMR (100 MHz, [D6]-Aceton): 94.0 (d, 2 JCC = 1.6 Hz, Cp), 113.4 (d,<br />
3 JPC=1.2 Hz, Cβ), 120.7, 135.9, 136.0, 148.3 (4 PyrC), 129.7 (d, 2 JPC=10.4 Hz, PArC),<br />
131.2 (s, PArC), 131.8 (d, 3 JPC = 1.6 Hz, PArC), 135.4 (d, 1 JPC = 10.4 Hz, PArC), 150.1<br />
(Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 42.5. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 413 nm (3.091)<br />
[CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 488 (47) [M + ], 385 (21) [(M-2H-C7H4N) + ], 320 (15) [(M-<br />
2H-C7H4N-C5H5) + ], 263 (38) [(Ph3P)]. Elementaranalyse: gef.: C 73.27; H 4.87, N<br />
2.95, ber. für C30H24NNiP (488.19): C 73.68; H 4.96, N 2.87%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(6-bromo-3-dihydropyridin-prop-1-in-yl)<br />
(triphenylphosphan)nickel (37)<br />
R = Br<br />
Habitus: braunes, irisierendes Pulver, das sich bei 65 °C zersetzt. Ausbeute: 0,39 g<br />
(0,70 mmol, 70 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CC) 2101 s. 1 H-NMR (400 MHz, [D6]-<br />
Aceton): 5.14 (s, 5H, Cp), 6.0 (d, 3 JHH = 8.4 Hz, 1H, PyrH), 7.19 (dd, 3 JHH = 8.4 Hz,<br />
4 JHH=2.4 Hz, 1H, PyrH), 7.27-7.36 (m, 9H, ArH), 7.61-7.67 (m, 6H, ArH), 8.17 (d,<br />
4 JHH = 2.0 Hz, 1H, PyrH). 13 C-NMR (100 MHz, CD2Cl2): 93.4 (d, 2 JPC = 2.0 Hz, Cα),
8 Experimenteller Teil 215<br />
93.3 (d, 1 JCC = 2.0 Hz, Cp), 98.4 (d, 3 JPC = 47.3 Hz, Cβ), 116.3,127.6, 137.9, 144.9 (4<br />
PyrC), 128.8 (d, 2 JPC = 10.4 Hz, PArC), 130.4 (PArC), 131.4 (d, 3 JPC = 2.4 Hz, PArC),<br />
133.3 (s, PArC), 134.4 (d, 1 JPC=11.1 Hz, PArC), 150.2 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz,<br />
CDCl3): 41,2. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 345 nm (3.878) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%):<br />
567 (12) [M + ], 488 (2) [(M-Br) + ], 385 (9) [(M-C7H3BrN) + ], 320 (8) [(M-C12H8BrN) + ],<br />
263 (18) [(M-C7H3BrNNi) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 61.38; H 4.04, N 2.63, ber. für<br />
C30H24BrNNiP (567.08): C 63.54; H 4.09, N 2.47%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(N-trifluorboro-2-<br />
pyridinyl-ethinyl)(triphenylphosphan)nickel(II)<br />
(38)<br />
Ph 3P<br />
Ni<br />
F 3B<br />
C C C<br />
1 mmol 36 wird in 50 ml Et2O gelöst und unter Rühren werden 0,2 ml BF3-Etherat<br />
zugegeben. Es bildet sich ein orangegelber Niederschlag, der abfiltriert und mit 50 ml<br />
Et2O gewaschen wird. Nach Trocknen im Vakuum erhält man ein goldschimmerndes,<br />
braunes Pulver.<br />
Habitus: goldbraunes, luftempfindliches Pulver. Ausbeute: 0,30 g (0,54 mmol, 54 %).<br />
IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CC) 2069 vs. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 5.27 (s, 5H, Cp), 6.34<br />
(d, 3 JHH = 8.3 Hz, 1H, Py), 6.97 (t, 1H, Py), 7.36-7.64 (m, 15H, ArH), 7.75 (t, 3 JHH = 8.6<br />
Hz, 1H, Py), 8.35 (d, 3 JHH = 8.2 Hz, 1H, Py). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 77.2 (Cp),<br />
109.9 (Cβ), 117.9, 122.6, 129,4, 133.5, 133.7 (Py), 134.2–139.2 (PArC), 173.9 (Cγ). 31 P-<br />
NMR (161 MHz, CDCl3): 43.0. 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -151.7. UV-VIS λmax<br />
(log ε) [LM]: 320 nm (3.981) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 488 (76) [(M-BF3) + ], 423<br />
(23) [(M-BF3-Cp) + ], 385 (35) [(M-BF3-C7H4N) + ], 225 (100) [(M-BF3-PC18H15) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 58.79; H 4.20, N 2.54, ber. für C30H24BF3NNiP x CH2Cl2<br />
(640.92): C 58.09; H 4.09; N 2.19.<br />
N
216 8 Experimenteller Teil<br />
8.4.18 Darstellung von Nickelalkinylkomplex 39<br />
(η 5 :κ(P)-[Diphenylphosphinoethyl]-<br />
cyclopentadienyl)(3-dimethylamino-3-oxoprop-1-in-yl)nickel(II)<br />
(39)<br />
Komplex 39 wurde analog zu den <strong>Komplexe</strong>n 31-33 aus 30c hergestellt.<br />
Habitus: schwarzrotes Öl. Ausbeute: 0.32 g (0.72 mmol, 72 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ):<br />
ν(CC) 2078 vs. 1 H-NMR (400 MHz, CD2Cl2): 1.47 (t, 3 JHH = 7.2 Hz, 2H,<br />
CpCH2CH2P), 2.73, 2.75 (s, 3H, NMe2), 3.61 (dd, 3 JHH = 6.8 Hz, 2 JPH = 10.0 Hz, 2H,<br />
CpCH2CH2P), 5.28 (s, 2H, Cp-m), 5.66 (d, 3 JHH = 2.0 Hz, 2H, Cp-o), 7.41-7.90 (m,<br />
10H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CD2Cl2): 23.7 (d, 3 JPC = 4.0 Hz, CpCH2CH2P), 33.7,<br />
38.2 (s, 2C, NMe2), 46.3 (d, 2 JPC = 29.6 Hz, CpCH2CH2P), 81.6 (Cα), 94.8 (d, 2 JPC = 6.1<br />
Hz, Cp-o), 94.0 (s, Cp-i), 95.2 (s, Cp-m), 109.4 (Cβ) 128.6, 128.7, 130.9, 131.0, 132.6,<br />
132.7 (12C, ArC), 154.6 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 30.7 (d, 2 JPC = 3.8 Hz).<br />
UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 429 nm (3.130) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 432 (100)<br />
[M + ], 336 (53) [(M-C5H6NO) + ], 259 (47) [(M-C5H6NO-Ph) + ]. Elementaranalyse: gef.:<br />
C 57.48; H 5.37, N 3.75, ber. für C24H24NNiOP + CH2Cl2 (517.05): C 58.07; H 5.07, N<br />
2.71%.<br />
8.4.19 Darstellung der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 40-42<br />
0,5 mmol des entsprechenden Alkinyl-<strong>Komplexe</strong>s 31-33 werden in 20 ml CH2Cl2 gelöst<br />
und bei 0 °C mit 0,5 mmol (0,74 g) [Me3O][BF4] versetzt. Nach 1h Rühren wird das<br />
Lösungsmittel im Vakuum entfernt und der Rückstand bei – 40 °C mit Aceton über<br />
Kieselgel chromatographiert. Es wird eine grün-braune Fraktion eluiert, die nach<br />
Entfernen des Lösungsmittels die Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> als Feststoffe ergibt.
8 Experimenteller Teil 217<br />
Struktur der <strong>Komplexe</strong> 40–42<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-(-)-menthyloxy-3-oxo-prop-1,2-en-<br />
yliden)(triphenylphosphan)nickel-tetrafluoroborat (40)<br />
R = O-(-)-menthyl<br />
Habitus: braunes, irisierendes Pulver, das sich bei 70 °C zersetzt. Ausbeute: 0,55 g<br />
(0,79 mmol, 85 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2092 s. 1 H-NMR (400 MHz, CD2Cl2):<br />
0.71 (d, 3 JHH = 6.8 Hz, 3H, H7), 0.84 (m, 1H, H3), 1.14 (d, 3 JHH = 7.2 Hz, 3H, H9), 1.17<br />
(d, 3 JHH = 7.0 Hz, 3H, H10), 1.37 (m, 2H, H5), 1.62 (m, 2H, H4), 1.80 (m, 2H, H2), 1.98<br />
(m, 1H, H8), 2.12 (m, 1H, H6), 3.43 (s, 3H, OCH3), 5.20 (s, 1H, H1), 5.25 (s, 5H, Cp),<br />
7.26-7.75 (m, 15H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CD2Cl2): 16.7 (C7), 21.0 (C9), 22.3<br />
(C10), 24.0 (C5), 26.9 (C8), 32.0 (C3), 34.8 (C4), 41.4 (C2), 47.7 (C6), 66.1 (OCH3), 80.8<br />
(C1), 98.4 (Cp), 99.9 (Cα), 113.6 (Cβ), 129.3 (m, PArC), 154.4 (Cγ), 154.4 (Cα). 31 P-<br />
NMR (161 MHz, CDCl3): 40.1. 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -153.1. UV-VIS λmax<br />
(log ε) [LM]: 450 nm (3.223) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 594 (M +1 -Me, 7), 385 (M +1 -<br />
Me-CCC(O)OMenth, 18), 320 (M +1 -Me-CCC(O)OMenth -Cp, 14), 263 (M +1 -Me-<br />
CCC(O)OMenth -Cp-Ni, 24). Elementaranalyse: gef.: C 63.88; H 6.56, ber. für<br />
C37H42BF4NiOP (649.20): C 65.43; H 6.23%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-dimethylamino-3-methoxy-<br />
prop-1,2-dien-yliden)(triphenylphosphan)nickel-tetrafluoroborat<br />
(41)<br />
R = NMe2<br />
Aus einem n-Hexan/Diethylether-Gemisch konnten bei -20 °C grüne Einkristalle<br />
erhalten werden, die für eine Röntgenstrukturanalyse geeignet waren.<br />
Habitus: grünes, irisierendes Pulver, das sich bei 68 °C zersetzt. Ausbeute: 0.57 g<br />
(0.98 mmol, 98 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2069 s. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3):<br />
2.85 (s, 3H, NCH3), 2.99 (s, 3H, NCH3), 3.38 (s, 3H, OCH3), 5.21 (s, 5H, Cp), 7.30-<br />
7.49 (m, 9H, ArH), 7.49-7.62 (m, 6H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 37.4
218 8 Experimenteller Teil<br />
(NCH3), 41.3 (NCH3), 60.4 (OCH3), 94.0 (Cp), 102.6 (Cβ), 129.0 (d, 2 JPC = 10.6 Hz,<br />
PArC), 131.6 (d, 3 JPC=6.8 Hz, PArC), 132.1 (s, PArC), 133.7 (d, 1 JPC=11.3 Hz, PArC),<br />
150.3 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 43,6. 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -154,3.<br />
UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 398 nm (3.753) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%):497 (100)<br />
[M + ], 431 (27) [(M-Cp) + ], 385 (31) [(M-C6H9NO) + ], 235 (67) [(M-PPh3) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 59.16; H 4.96; N 2.35, ber.für C29H29BF4NNiOP (584,02):<br />
C 59.64; H 5.00; N 2.40%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-oxo-3-phenyl-prop-1,2-dien-yliden)<br />
(triphenylphosphan)nickel–tetrafluoroborat (42)<br />
R = Ph<br />
Habitus: türkisblaues, irisierendes Pulver, das sich bei 45 °C zersetzt. Ausbeute: 0.54 g<br />
(0.86 mmol, 86 %). IR(CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2024 s. 1 H-NMR (400 MHz, CD2Cl2):<br />
3.81 (s, 3H, OCH3), 5.43 (s, 5H, Cp), 7.18-7.67 (m, 20H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz,<br />
CD2Cl2): 63.6 (OCH3), 96.3 (s, Cp), 116.5 (Cβ),129.7 (d, 2 JPC = 11.0 Hz, PArC), 132.0<br />
(PArC), 132.5 (d, 3 JPC = 2.6 Hz, PArC), 134.4 (d, 1 JPC =11.3 Hz, PArC), 165.0<br />
(Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 44,3. 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -152,7. UV-<br />
VIS λmax (log ε) [LM]: 607 nm (3.705) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 529 (100) [M + ],<br />
514 (95) [(M-CH3) + ], 385 (21) [(M-C10H8O) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 62.83; H<br />
4.53, ber.für C33H28BF4NiOP + 1/3 CH2Cl2 (645,03): C 62.00; H 4.44%.<br />
8.4.20 Darstellung der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 43-45<br />
Ph 3P<br />
Ni<br />
C C C<br />
R<br />
OMe<br />
Struktur der <strong>Komplexe</strong> 43–45<br />
[F 3CSO 3]<br />
1 mmol des entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong>s wird bei -50 °C in 10 ml<br />
Dichlormethan gelöst, mit 1 eq (0,08 g) Methyltriflat versetzt und bei 0°C für 48 h<br />
gerührt. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird der Rückstand bei -50 °C<br />
über Kieselgur filtriert. Mit Dichlormethan wird eine braune Fraktion erhalten werden,
8 Experimenteller Teil 219<br />
die nach Entfernen des Lösungsmittels die Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als irisierende,<br />
hygroskopische Pulver ergibt.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-(-)-menthyloxy-<br />
3-oxo-prop-1,2-dien-yliden)-<br />
(triphenylphosphan)nickeltrifluormethansulfonat<br />
(43)<br />
R = O-(-)-menthyl<br />
Habitus: braunes, irisierendes, an Luft hygroskopisches Pulver. Ausbeute: 0.37 g (0.48<br />
mmol, 96 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2090 s. 1 H-NMR (400 MHz, CD2Cl2): 0.47<br />
(d, 3 JHH = 6.8 Hz, 3H, H7), 0.70 (m, 1H, H3), 0.66 (d, 3 JHH = 6.9 Hz, 3H, H9), 0.73 (d,<br />
3<br />
JHH = 6.3 Hz, 3H, H10), 0.78-0.86 (m, 4H, H4, H2), 1.18 (m, 1H, H5), 1.48 (m, 1H, H8),<br />
2.56 (m, 1H, H6), 5.13 (s, 5H, Cp), 5.17 (m, 1H, H1), 7.33-7.40 (m, 9H, ArH), 7.57-7.63<br />
(m, 6H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 16.5 (C7), 21.0 (C9), 22.2 (C10), 23.5 (C5),<br />
25.8 (C8), 31.5 (C3), 34.5 (C4), 41.0 (C2), 47.0 (C6), 74.1 (C1), 93.3 (Cp), 111.5 (Cβ),<br />
128.5 (d, 2 JPC = 10.5 Hz, PArC), 130.5 (d, 3 JPC = 2.3 Hz, PArC), 131.5 (PArC), 134.0,<br />
(d, 1 JPC = 11.2 Hz, PArC), 152.1 (Cγ). 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -79,8. UV-VIS<br />
λmax (log ε) [LM]: 440 nm (3.032) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 593 (10) [(M + -CH3)],<br />
528 (10) [(M-C6H9) + ], 385 (32) [(M-C14H19O2) + ], 320 (73) [(M-PPh3) + ].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 60.93; H 6.14, ber.für C38H42F3NiO5PS (757,46): C 60.26;<br />
H 5.59%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-dimethylamino-<br />
3-methoxy-prop-1,2-dienyliden)(triphenylphosphan)nickel-trifluormethansulfonat<br />
(44)<br />
R = NMe2<br />
Habitus: grünes, irisierendes, an Luft hygroskopisches Pulver. Ausbeute: quantitativ.<br />
IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2070 s. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 2.86 (s, 3H, NCH3),<br />
2.99 (s, 3H, NCH3), 3.48 (s, 3H, OCH3), 5.21 (s, 5H, Cp), 7.35-7.48 (m, 9H, ArH),<br />
7.51-7.63 (m, 6H, ArH). 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): 37.6 (NCH3), 41.5 (NCH3),<br />
60.6 (OCH3), 94.2 (Cp), 103.0 (Cβ), 121.1 (d, 1 JCF = 321.1 Hz, CF3), 129.0 (d,<br />
2 JPC = 10.7 Hz, PArC), 131.5 (d, 4 JPC = 2.5 Hz, PArC), 132.2 (d, 3 JPC = 9.9 Hz, PArC),
220 8 Experimenteller Teil<br />
133.8 (d, 1 JPC = 11.3 Hz, PArC), 150.8 (Cγ). 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -78,7. UV-<br />
VIS λmax (log ε) [LM]: 398 nm (3.697) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 496 (100) [M + ],<br />
385 (16) [(M-C6H9NO) + ], 320 (20) [(M-C11H14NO) + ], 263 (25) [PPh3].<br />
Elementaranalyse: gef.: C 56.29; H 4.68; N 1.93, ber. für C30H29F3NNiO4PS (646.28):<br />
C 55.75; H 4.52; N 2.17%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-oxo-3-phenyl-<br />
prop-1,2-dien-yliden)(triphenylphosphan)<br />
nickel-trifluormethansulfonat (45)<br />
R = Ph<br />
Habitus: blau-grünes, irisierendes, an Luft hygroskopisches Pulver. Ausbeute: 0.34 g<br />
(0.55 mmol, 55 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2024 s. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3):<br />
3.99 (s, 3H, OCH3), 5.20 (s, 5H, Cp), 7.22-7.70 (m, 20H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz,<br />
CD2Cl2): 16.8 (C7), 21.9 (C9), 22.4 (C10), 23.7 (C5), 25.9 (C8), 32.0 (C3), 35.6 (C4), 41.8<br />
(C2), 47.9 (C6), 73.2 (C1), 94.1 (Cp), 112.7 (Cβ), 122.4 (d, 1 JCF = 319.2 Hz, CF3), 129.4<br />
(d, 2 JPC = 10.3 Hz, PArC), 131.0 (d, 3 JPC = 2.4 Hz, PArC), 131.8 (PArC), 135.6, (d,<br />
1 JPC = 11.2 Hz, PArC), 154.6 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 44.8. 19 F-NMR<br />
(376 MHz, CDCl3): -85,0. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 607 nm (3.266) [CH2Cl2]. FAB-<br />
MS m/z (%): 530 (12) [M + ], 515 (24) [(M-CH3) + ], 385 (54) [(M-C10H8O) + ], 320 (23)<br />
[(M-C15H13O) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 59.99; H 4.37, ber. für C34H28F3NiO4PS<br />
(679,31): C 60.12; H 4.15%.<br />
8.4.21 Darstellung der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> 46 bis 50<br />
Die Darstellung der <strong>Komplexe</strong> 46-50 erfolgte analog zu derjenigen der <strong>Komplexe</strong> 40-42<br />
aus den entsprechenden Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong>n.
8 Experimenteller Teil 221<br />
L<br />
Ni<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
Struktur der <strong>Komplexe</strong> 46 und 47<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-dimethylamino-3-oxo-prop-1,2-<br />
dien-yliden)(trimethylphosphan)nickel-tetrafluoroborat<br />
(46)<br />
[BF 4]<br />
L = PMe3<br />
Habitus: grünes Öl. Ausbeute: 0.24 g (0.64 mmol, 64 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC)<br />
2063 vs. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 1.50 (d, 3 JHH = 11.2 Hz, 9H, PMe3), 3.18 (s, 3H,<br />
NCH3), 3.43 (s, 3H, NCH3), 4.14 (s, 3H, OCH3), 5.32 (s, 5H, Cp). 13 C-NMR (100 MHz,<br />
CDCl3): 18.8 (d, 1 JPC = 33.2 Hz, 3C, PMe3), 37.5 (NCH3), 41.9 (NCH3), 61.0 (OCH3),<br />
92.3 (d, 2 JPC = 1.8 Hz, Cp), 95.5 (Cα), 99.7 (Cβ), 151.2 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz,<br />
CDCl3): 40.3. 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -153.1. UV-VIS λmax (log ε) [LM]:<br />
400 nm (3.463) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 295 (100) [M + -CH3], 231 (13) [(M-<br />
C5H5) + ], 219 (46) [(M-PMe3) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 49.99; H 5.25, N 1.87, ber.<br />
für C13H20BF4NNiOP (382.8): C 40.79; H 5.27, N 3.66%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-dimethylamino-3-oxo-prop-1,2-dien-<br />
yliden)(1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-4,5-dihydroimidazol-2yliden)nickel-tetrafluoroborat<br />
(47)<br />
L = SIMes<br />
Habitus: braunes Pulver, das sich bei 58 °C zersetzt. Ausbeute: 0.34 g (0.56 mmol,<br />
0.56 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2047 vs. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): 2.35 (s,<br />
18H, CH3), 2.58 (s, 4H, NCH2-CH2N), 3.44 (s, 3H, NCH3), 3.50 (s, 3H, NCH3), 4.13 (s,<br />
3H, OCH3), 4.99 (s, 5H, Cp), 7.40 (s, 4H, m-H). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl3): 18.5 (s,<br />
SIMes CH3), 21.3 (s, SIMes CH3), 37.5 (s, NCH3), 41.8 (s, NCH3), 53.7 (s, NCH2-<br />
CH2N), 60.8 (s, 3H, OCH3), 92.1 (s, Cp), 97.7 (Cα), 100.8 (Cβ), 123.8, 128.9, 135.4,<br />
136.3, 138.7 (SIMes, ArC), 150.5 (Cγ), 168.9 (s, N-C-N). 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3):<br />
-152.0. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 429 nm (3.054) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 523<br />
(37) [(M-CH3-5H) + ], 463 (11) [(M-CH3-Cp-5H) + ], 361 (24) [(SIMesNi-3H) + ], 303
222 8 Experimenteller Teil<br />
(100) [(SIMes-3H) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 57.97; H 5.91, N 5.79, ber. für<br />
C31H37BF4N3NiO (613.14): C 60.73; H 6.08, N 6.85%.<br />
Struktur der <strong>Komplexe</strong> 48 und 49<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(3-dihydropyridin-prop-1,2-dien-<br />
yliden)(triphenylphosphan)nickel-tetrafluoroborat (48)<br />
R = H<br />
Habitus: braunes, irisierendes Pulver, das sich bei 63 °C zersetzt. Ausbeute: 0,29 g<br />
(0,47 mmol, 47 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2072 s. 1 H-NMR (400 MHz, CD2Cl2):<br />
0.98 (m, 3H, NCH2CH3), 3.89 (d, 3 JHH = 6.1 Hz, 2H, NCH2CH3), 5.22 (s, 5H, Cp), 6.93,<br />
7.55, 7.80, 8.14 (4H, PyrH), 7.25-7.42 (9H, ArH), 7.57-7.68 (6H, ArH). 13 C-NMR (100<br />
MHz, [D6]-Aceton): 15.5 (NCH2CH3), 94.2 (Cp), 111.5 (Cβ), 122.7, 138.2, 141.4, 141.8<br />
(4 PyrC), 129.2 (d, 3 JPC = 10.7 Hz, PArC), 130.3 (d, 1 JPC = 11.7 Hz, PArC), 131.6 (d,<br />
4 JPC = 2.8 Hz, PArC), 134.3 (d, 2 JPC = 11.3 Hz, PArC), 142.9 (Cγ). 31 P-NMR (161<br />
MHz, CDCl3): 43.1. 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -152.8. UV-VIS λmax (log ε) [LM]:<br />
459 nm (3.643) [CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 517 (21) [M + ], 385 (14) [(M-C9H9N) + ],<br />
320 (14) [(M-C9H9N-C5H5) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 57.08; H 5.15; N 2.02, ber.<br />
für C32H29BF4NNiP + CH2Cl2 (688,85): C 57.49; H 4.50; N 2.03%.<br />
(η 5 -Cyclopentadienyl)(6-bromo-3-dihydropyridin-prop-1,2-<br />
dien-yliden)(triphenylphosphan)nickel-tetrafluoroborat (49)<br />
R = Br<br />
Habitus: braunrotes, irisierendes Pulver, das sich bei 53 °C zersetzt. Ausbeute: 0,43 g<br />
(0,62 mmol, 62 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2070 s. 1 H-NMR (400 MHz, [D6]-<br />
Aceton): 0.98 (t, 3 JHH = 7.2 Hz, 3H, NCH2CH3), 2.14 (s, 2H, NCH2CH3), 5.25 (s, 5H,<br />
Cp), 6.96, 7.96, 8.50 (3H, PyrH), 7.38-7.53 (9H, ArH), 7.59-7.66 (6H, ArH). 13 C-NMR<br />
(100 MHz, CDCl3): 15.2 (NCH2CH3), 54.4 (NCH2CH3) 93.7 (Cp), 111.3 (Cβ), 115.9,<br />
131.7, 143.3, 144.7 (4 PyrC), 128.7 (d, 2 JPC = 10.7 Hz, PArC), 131.2 (d, 3 JPC = 2.4 Hz,
8 Experimenteller Teil 223<br />
PArC), 133.7 (d, 1 JPC = 11.3 Hz, PArC), 136 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3): 43,1.<br />
19<br />
F-NMR (376 MHz, CDCl3): -153,2. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 485 nm (3.694)<br />
[CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 597 (57) [M + ], 385 (16) [(M-C9H8BrN) + ], 320 (14) [(M-<br />
C9H8BrN-C5H5) + ], 263 (9) [(M-C9H8BrN-C5H5-Ni) + ]. Elementaranalyse: gef.: C<br />
56.27; H 4.32; N 1.85, ber.für C32H28BBrF4NNiP (682.95): C 56.28; H 4.13; N 2.05%.<br />
(η5-Cyclopentadienyl)(3-oxo-3-phenyl-<br />
prop-1,2-dien-yliden)-<br />
(triphenylphosphan)nickeltetrafluoroborat<br />
(50)<br />
Habitus: schwarzes Pulver, das sich bei 74 °C zersetzt. Ausbeute: 0.28 g (0.52 mmol;<br />
52 %). IR (CH2Cl2, cm -1 ): ν(CCC) 2063 vs. 1 H-NMR (400 MHz, CD2Cl2): 2.07 (t,<br />
3 JHH = 7.2 Hz, 2H, CpCH2CH2P), 3.07 (s, 3H, NMe2), 3.10 (s, 3H, NMe2), 3.16 (dd,<br />
3 JHH = 7.2 Hz, 2 JPH = 10.0 Hz, 2H, CpCH2CH2P), 3.74 (s, OMe), 5.65 (s, 2H, Cp-m),<br />
5.74 (s, 2H, Cp-o), 7.51-7.77 (m, 10H, ArH). 13 C-NMR (100 MHz, CD2Cl2): 23.6 (s,<br />
CpCH2CH2P), 37.4 (s, NMe2), 41.6 (s, NMe2), 47.2 (d, 2 JPC = 30.3 Hz, CpCH2CH2P),<br />
60.5 (OMe), 89.7 (Cα), 93.4 (s, Cp-o), 94.7 (s, Cp-i), 99.7 (s, Cp-m), 113.0 (Cβ) 129.2,<br />
129.8, 131.1, 131.9, 132.6, 132.7 (12C, ArC), 160.7 (Cγ). 31 P-NMR (161 MHz, CDCl3):<br />
30.9. 19 F-NMR (376 MHz, CDCl3): -153.9. UV-VIS λmax (log ε) [LM]: 387 nm (3.627)<br />
[CH2Cl2]. FAB-MS m/z (%): 447 (100) [(M-BF4) + ]. Elementaranalyse: gef.: C 49.87;<br />
H 4.89, N 2.54, ber. für C25H27BF4NNiOP + CH2Cl2 (617.88): C 50.54; H 4.57, N<br />
2.27%.
224 8 Experimenteller Teil<br />
8.5 DFT-Rechnungen<br />
Alle ab-initio Rechnungen wurden von M. Drexler in unserer Arbeitsgruppe mit der<br />
Software Jaguar [216] (Version 5.5.016) unter Linux 2.4.20-28.7smp auf sechs mit<br />
MPICH 1.2.4 parallelsierten Athlon MP 2400+ Dual-Prozessor-Workstations (Beowulf-<br />
Cluster) durchgeführt. Die Startstrukturen wurden durch MM+ Optimierung mittels<br />
Hyperchem [217] erhalten. Die Geometrieoptimierung erfolgte mit dem BP86/LACVP*<br />
Basissatz (unter Verwendung von effektiven Kern-Potentialen (ECP) für Chrom und<br />
Wolfram und des N31G6* Basissatzes für alle anderen Atome). Die zweiten<br />
Ableitungen wurden berechnet, um die Minimumsstrukturen zu bestätigen, da keine<br />
imaginären Frequenzen erhalten wurden. Aus diesen Rechnungen wurden auch die<br />
berichteten Frequenzen von IR-Schwingungen erhalten. Alle genannten Energien gelten<br />
für eine Temperatur von 298 K.<br />
Übergangszustände wurden erhalten, indem Geometriescans entlang von Atom-Atom-<br />
Abständen, welche der Bindungsbildung entsprechen, durchgeführt wurden. Die<br />
erhaltenen energetischen Maxima wurden als Ausgangsstrukturen in<br />
Übergangzustandssuchen benutzt, unter Verwendung eines einfachen quasi-Newton-<br />
Verfahrens welches in Jaguar 5.5 implementiert ist. Auch die<br />
Übergangszustandsstrukturen wurden mithilfe der zweiten Ableitungen bestätigt, da<br />
genau eine imaginäre Frequenz entlang der Reaktionskoordinate erhalten wurde.<br />
Energien von Rotationsbarrieren wurden ebenso über Geometriescans entlang der<br />
entsprechenden Diederwinkel erhalten.
8 Experimenteller Teil 225<br />
8.6 Röntgenstrukturdaten<br />
Die Röntgenstrukturanalysen wurden auf einem modifizierten Siemens P4-<br />
Diffraktometer und einem STOE IPDS II Diffraktometer (Graphit-Monochromator,<br />
Molybdänröhre, Mo-Kα-Strahlung, λ = 0.71073 Å, Scan-Rate 3 – 30 °C min -1 in ω). Die<br />
Strukturen wurden mit dem Programm SHELX-97 [218] mit Patterson- oder direkten<br />
Methoden gelöst und nach dem Full-Matrix-Least-Squares-Verfahren gegen F 2<br />
verfeinert. Die Lagen der Wasserstoffatome wurden in idealer Geometrie berechnet und<br />
zusammen mit den Koordinaten der zugehörigen Kohlenstoffatome im „riding model“<br />
verfeinert. Alle Parameter sind in Kapitel 8.6.1 (S. 226ff.), alle wichtigen<br />
Bindungsabstände und –winkel in Kapitel 8.6.2 (S. 234ff.) zusammengefasst. Die Bilder<br />
der Molekülstrukturen wurden mit der Software Diamond 2.1e erstellt [219] .<br />
Die Daten der Verbindungen 7, 27 und 29 sind in der Cambridge Structural Database<br />
unter den Nummern 667920 (7), 667921 (27)und 667922 (29) hinterlegt.
226 8 Experimenteller Teil<br />
8.6.1 Meß- und Zelldaten der Kristalle<br />
Tabelle 8.1: Meß- und Zelldaten der <strong>Komplexe</strong> 1 & 6<br />
Verbindung 1 6<br />
Summenformel C11H9CrNO6 2 x C17H10CrN2O5<br />
Molekulargewicht [g/mol] 303.19 398.27<br />
Kristallsystem Triklin Triklin<br />
Raumgruppe P-1 P-1<br />
a [Å] 8.7929(18) 6.6059(13)<br />
b [Å] 8.9103(18) 11.933(2)<br />
c [Å] 9.4872(19) 12.260(3)<br />
α [°] 65.77(3) 113.02(3)<br />
β [°] 87.26(3) 94.39(3)<br />
γ [°] 74.16(3) 92.90(3)<br />
V [Å 3 ] 650.4(2) 883.4(3)<br />
Z / F(000) 2 / 308 1 / 404<br />
Dc [mg/m 3 ] / T [K] 1.548 / 100(2) 1.497 / 100(2)<br />
μ(Mo-Kα) [mm -1 ] 0.900 0.681<br />
Kristallgröße [mm] 0.4 x 0.3 x 0.3 0.3 x 0.2 x 0.1<br />
θ [°] 2.36 – 26.69 1.81 – 25.16<br />
h -11 – 11 -7 – 7<br />
k -11 – 11 -14 – 14<br />
l -11 – 11 -14 – 14<br />
Gemessene Reflexe 9291 9197<br />
Unabhängige Reflexe 2724 3125<br />
Beob. Reflexe [> 2σ(I)] 2399 2528<br />
Parameter 172 244<br />
Restraints 0 0<br />
R1 (beob.) / R1 (gesamt) 0.0391 / 0.0483 0.0354 / 0.0509<br />
wR2 (beob.) / wR2 (gesamt) 0.0827 / 0.0856 0.0705 /0.0748<br />
Restelektronendichte [e/ Å -3 ] 0.326 / -0.469 0.272 / -0.309
8 Experimenteller Teil 227<br />
Tabelle 8 .2: Meß- und Zelldaten der <strong>Komplexe</strong> 9 & 11a<br />
Verbindung 9 11a<br />
Summenformel C16H18N2OSi C16H12CrN4O5<br />
Molekulargewicht [g/mol] 282.41 392.30<br />
Kristallsystem Monoklin Orthorhombisch<br />
Raumgruppe P2(1)/n Pbca<br />
a [Å] 8.6521(17) 12.932(3)<br />
b [Å] 11.727(2) 8.5684(17)<br />
c [Å] 15.447(3) 30.913(6)<br />
α [°] 90 90<br />
β [°] 98.12(3) 90<br />
γ [°] 90 90<br />
V [Å 3 ] 1551.5(5) 3425.3(12)<br />
Z / F(000) 4 / 600 8 / 1600<br />
Dc [mg/m 3 ] / T [K] 1.209 / 230(2) 1.521 / 100(2)<br />
μ(Mo-Kα) [mm -1 ] 0.149 0.704<br />
Kristallgröße [mm] 0. 5 x 0.4 x 0.4 0.5 x 0.5 x 0.3<br />
θ [°] 2.19 – 26.32 3.42 – 23.66<br />
h -10 – 10 -14 – 14<br />
k -14 – 14 -9 – 9<br />
l -19 – 19 -34 – 34<br />
Gemessene Reflexe 21376 21265<br />
Unabhängige Reflexe 3110 2470<br />
Beob. Reflexe [> 2σ(I)] 2828 1811<br />
Parameter 181 235<br />
Restraints 0 0<br />
R1 (beob.) / R1 (gesamt) 0.0458 / 0.0498 0.0439 / 0.0696<br />
wR2 (beob.) / wR2 (gesamt) 0.1123 / 0.1152 0.0899 / 0.1187<br />
Restelektronendichte [e/ Å -3 ] 0.586 / -0.498 0.412 / -0.241
228 8 Experimenteller Teil<br />
Tabelle 8 .3: Meß- und Zelldaten der <strong>Komplexe</strong> 11b & 15a<br />
Verbindung 11b 15a<br />
Summenformel C16H12N4O5W C27H16Cr2NO10P<br />
Molekulargewicht [g/mol] 524.15 649.38<br />
Kristallsystem Monoklin Monoklin<br />
Raumgruppe P2(1)/n P2(1)/n<br />
a [Å] 10.017(2) 13.647(3)<br />
b [Å] 6.9771(14) 14.170(3)<br />
c [Å] 26.042(5) 29.336(6)<br />
α [°] 90 90<br />
β [°] 99.51(3) 94.00(3)<br />
γ [°] 90 90<br />
V [Å 3 ] 1795.0(6) 5658.9(19)<br />
Z / F(000) 4 / 1000 8 / 2624<br />
Dc [mg/m 3 ] / T [K] 1.940 / 100(2) 1.524 / 100(2)<br />
μ(Mo-Kα) [mm -1 ] 6.470 0.881<br />
Kristallgröße [mm] 0.4 x 0.4 x 0.2 0.5 x 0.4 x 0.3<br />
θ [°] 1.59 – 26.88 1.61 – 26.32<br />
h -12 – 12 -16 – 17<br />
k -8 – 8 -17 – 17<br />
l -32 – 32 -36 – 33<br />
Gemessene Reflexe 16963 75699<br />
Unabhängige Reflexe 3795 11313<br />
Beob. Reflexe [> 2σ(I)] 2348 9512<br />
Parameter 231 739<br />
Restraints 0 0<br />
R1 (beob.) / R1 (gesamt) 0.0892 / 0.1029 0.0310 / 0.0417<br />
wR2 (beob.) / wR2 (gesamt) 0.1915 /0.1984 0.0685 / 0.0716<br />
Restelektronendichte [e/ Å -3 ] 3.039 / -3.066 0.425 / -0.451
8 Experimenteller Teil 229<br />
Tabelle 8 .4: Meß- und Zelldaten der <strong>Komplexe</strong> 26 & 28<br />
Verbindung 26 28<br />
Summenformel 2 x C20H15CrFeNO5 C28H18CrFe2O5<br />
Molekulargewicht [g/mol] 457.19 598.12<br />
Kristallsystem Triklin Triklin<br />
Raumgruppe P-1 P-1<br />
a [Å] 8.2000(16) 11.366(2)<br />
b [Å] 10.446(2) 11.950(2)<br />
c [Å] 11.995(2) 19.126(4)<br />
α [°] 89.85(3) 89.77(3)<br />
β [°] 72.72(3) 89.76(3)<br />
γ [°] 89.44(3) 68.98(3)<br />
V [Å 3 ] 981.0(3) 2424.7(8)<br />
Z / F(000) 1 / 464 4 / 1208<br />
Dc [mg/m 3 ] / T [K] 1.548 / 100(2) 1.638 / 100(2)<br />
μ(Mo-Kα) [mm -1 ] 1.323 1.659<br />
Kristallgröße [mm] 0.4 x 0.4 x 0.4 0.4 x 0.4 x 0.3<br />
θ [°] 1.78 – 26.40 1.83 – 25.23<br />
h -10 – 10 -13 – 13<br />
k -12 – 11 -14 – 14<br />
l -14 – 14 -22 – 20<br />
Gemessene Reflexe 13083 23982<br />
Unabhängige Reflexe 3870 8611<br />
Beob. Reflexe [> 2σ(I)] 3666 5232<br />
Parameter 254 649<br />
Restraints 0 0<br />
R1 (beob.) / R1 (gesamt) 0.1128 / 0.1160 0.1306 / 0.1822<br />
wR2 (beob.) / wR2 (gesamt) 0.2880 / 0.2896 0.3451 / 0.3668<br />
Restelektronendichte [e/ Å -3 ] 1.865 / -2.071 2.020 / -1.467
230 8 Experimenteller Teil<br />
Tabelle 8.5: Meß- und Zelldaten der <strong>Komplexe</strong> 30b & 30c<br />
Verbindung 30b 30c<br />
Summenformel C23H20BrNiP + CH2Cl2 C19H18INiP<br />
Molekulargewicht [g/mol] 550.91 462.89<br />
Kristallsystem Monoklin Monoklin<br />
Raumgruppe P2(1)/c P2(1)/n<br />
a [Å] 8.9392(18) 11.066(2)<br />
b [Å] 15.087(3) 12.953(3)<br />
c [Å] 17.287(4) 12.264(3)<br />
α [°] 90 90<br />
β [°] 99.61(3) 96.57(3)<br />
γ [°] 90 90<br />
V [Å 3 ] 2298.6(8) 1746.4(7)<br />
Z / F(000) 4 / 1112 4 / 912<br />
Dc [mg/m 3 ] / T [K] 1.592 / 100(2) 1.761 / 100(2)<br />
μ(Mo-Kα) [mm -1 ] 2.893 2.964<br />
Kristallgröße [mm] 0.5 x 0.4 x 0.4 0.3 x 0.2 x 0.1<br />
θ [°] 1.80 – 26.88 2.29 – 25.08<br />
h -11 – 11 -13 – 13<br />
k -19 – 19 -15 – 15<br />
l -21 – 21 -14 – 14<br />
Gemessene Reflexe 33662 20586<br />
Unabhängige Reflexe 4880 3109<br />
Beob. Reflexe [> 2σ(I)] 4443 2381<br />
Parameter 262 199<br />
Restraints 0 0<br />
R1 (beob.) / R1 (gesamt) 0.0366 / 0.0679 0.0562 / 0.0862<br />
wR2 (beob.) / wR2 (gesamt) 0.0422 / 0.0697 0.0798 / 0.0861<br />
Restelektronendichte [e/ Å -3 ] 0.932 / -1.193 1.103 / -1.021
8 Experimenteller Teil 231<br />
Tabelle 8 .6: Meß- und Zelldaten der <strong>Komplexe</strong> 32 & 34<br />
Verbindung 32 34<br />
Summenformel C28H26NNiOP C28H26NniOP<br />
Molekulargewicht [g/mol] 482.16 295.98<br />
Kristallsystem Monoklin Monoklin<br />
Raumgruppe P2(1)/c P2(1)/c<br />
a [Å] 10.258(2) 6.0705(12)<br />
b [Å] 14.352(3) 26.205(5)<br />
c [Å] 15.745(3) 9.0591(18)<br />
α [°] 90 90<br />
β [°] 90.50(3) 103.79(3)<br />
γ [°] 90 90<br />
V [Å 3 ] 2317.9(8) 1399.6(5)<br />
Z / F(000) 4 / 1008 4 / 624<br />
Dc [mg/m 3 ] / T [K] 1.382 / 100(2) 1.405 / 100(2)<br />
μ(Mo-Kα) [mm -1 ] 0.927 1.484<br />
Kristallgröße [mm] 0.3 x 0.2 x 0.2 0.3 x 0.3 x 0.1<br />
θ [°] 1.92 – 25.59 2.44 – 25.18<br />
h -12 – 12 -7 – 7<br />
k -17 – 17 -31 – 31<br />
l -18 – 19 -10 – 10<br />
Gemessene Reflexe 20650 16413<br />
Unabhängige Reflexe 4298 2498<br />
Beob. Reflexe [> 2σ(I)] 2637 2088<br />
Parameter 279 154<br />
Restraints 0 0<br />
R1 (beob.) / R1 (gesamt) 0.1472 / 0.2117 0.0372 / 0.0502<br />
wR2 (beob.) / wR2 (gesamt) 0.3008 / 0.3230 0.0716 /0.0749<br />
Restelektronendichte [e/ Å -3 ] 1.457 / -1.583 0.464 / -0.426
232 8 Experimenteller Teil<br />
Tabelle 8 .7: Meß- und Zelldaten der <strong>Komplexe</strong> 36 & 41<br />
Verbindung 36 41<br />
Summenformel C30H24NNiP C29H29BF4NNiOP<br />
Molekulargewicht [g/mol] 488.18 584.02<br />
Kristallsystem Triklin Triklin<br />
Raumgruppe P-1 P-1<br />
a [Å] 10.846(2) 10.958(2)<br />
b [Å] 11.340(2) 11.368(2)<br />
c [Å] 21.964(4) 12.622(3)<br />
α [°] 81.71 (3) 69.82(3)<br />
β [°] 77.68(3) 79.91(3)<br />
γ [°] 62.52(3) 65.94(3)<br />
V [Å 3 ] 2338.4(8) 1346.4(5)<br />
Z / F(000) 4 / 1016 2 / 604<br />
Dc [mg/m 3 ] / T [K] 1.387 / 100(2) 1.441 / 100(2)<br />
μ(Mo-Kα) [mm -1 ] 0.917 0.831<br />
Kristallgröße [mm] 0.4 x 0.4 x 0.3 0.4 x 0.3 x 0.2<br />
θ [°] 1.90 – 26.86 1.72 – 27.05<br />
h -13 – 13 -13 – 13<br />
k -14 – 14 -14 – 14<br />
l -27 – 27 -14 – 15<br />
Gemessene Reflexe 35289 19299<br />
Unabhängige Reflexe 9917 5657<br />
Beob. Reflexe [> 2σ(I)] 8083 4193<br />
Parameter 595 343<br />
Restraints 0 0<br />
R1 (beob.) / R1 (gesamt) 0.0338 / 0.0481 0.0466 / 0.0741<br />
wR2 (beob.) / wR2 (gesamt) 0.0657 / 0.0692 0.0875 /0.0969<br />
Restelektronendichte [e/ Å -3 ] 0.376 / -0.403 0.457 / -0.764
8 Experimenteller Teil 233<br />
Tabelle 8 .8: Meß- und Zelldaten des <strong>Komplexe</strong>s 50<br />
Verbindung 50<br />
Summenformel C25H27BF4NNiOP<br />
Molekulargewicht [g/mol] 533.97<br />
Kristallsystem Orthorhombisch<br />
Raumgruppe P 212121<br />
a [Å] 9.5672 (19)<br />
b [Å] 10.835(2)<br />
c [Å] 23.623(5)<br />
α [°] 90<br />
β [°] 90<br />
γ [°] 90<br />
V [Å 3 ] 2448.7(8)<br />
Z / F(000) 4 / 1104<br />
Dc [mg/m 3 ] / T [K] 1.448 / 100(2)<br />
μ(Mo-Kα) [mm -1 ] 0.906<br />
Kristallgröße [mm] 0.4 x 0.3 x 0.2<br />
θ [°] 2.07 – 24.76<br />
h -11 – 11<br />
k -12 – 12<br />
l -27 – 27<br />
Gemessene Reflexe 28100<br />
Unabhängige Reflexe 4140<br />
Beob. Reflexe [> 2σ(I)] 2912<br />
Parameter 307<br />
Restraints 0<br />
R1 (beob.) / R1 (gesamt) 0.0699 / 0.1078<br />
wR2 (beob.) / wR2 (gesamt) 0.1226 / 0.1347<br />
Restelektronendichte [e/ Å -3 ] 0.702 / -0.550
234 8 Experimenteller Teil<br />
8.6.2 Ausgewählte Bindungslängen und –winkel der <strong>Komplexe</strong><br />
8.6.2.1 Komplex 1<br />
O5<br />
C5<br />
O2<br />
C2<br />
Cr1<br />
C3<br />
O3<br />
C1<br />
C4<br />
O1<br />
C6<br />
O4<br />
C7<br />
C8<br />
N1<br />
C9<br />
C10<br />
O6<br />
C11<br />
Tabelle 8.9: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 1<br />
Cr(1)-C(5) 1.870(2)<br />
Cr(1)-C(2) 1.897(2)<br />
Cr(1)-C(1) 1.898(2)<br />
Cr(1)-C(4) 1.901(2)<br />
Cr(1)-C(3) 1.913(2)<br />
Cr(1)-C(6) 2.014(2)<br />
O(1)-C(1) 1.145(3)<br />
N(1)-C(8) 1.318(3)<br />
N(1)-C(10) 1.460(3)<br />
C(5)-Cr(1)-C(2) 93.29(9)<br />
C(5)-Cr(1)-C(1) 88.32(9)<br />
C(2)-Cr(1)-C(1) 89.84(9)<br />
C(5)-Cr(1)-C(4) 93.34(10)<br />
C(2)-Cr(1)-C(4) 173.37(9)<br />
C(1)-Cr(1)-C(4) 90.28(9)<br />
C(5)-Cr(1)-C(3) 89.07(9)<br />
C(2)-Cr(1)-C(3) 89.76(9)<br />
C(1)-Cr(1)-C(3) 177.33(9)<br />
C(4)-Cr(1)-C(3) 90.43(9)<br />
C(5)-Cr(1)-C(6) 177.86(9)<br />
C(2)-Cr(1)-C(6) 88.83(9)<br />
C(1)-Cr(1)-C(6) 92.03(8)<br />
C(4)-Cr(1)-C(6) 84.55(9)<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
N(1)-C(11) 1.469(3)<br />
O(2)-C(2) 1.143(3)<br />
O(3)-C(3) 1.142(3)<br />
O(4)-C(4) 1.140(3)<br />
O(5)-C(5) 1.150(3)<br />
C(6)-C(7) 1.227(3)<br />
O(6)-C(8) 1.325(2)<br />
O(6)-C(9) 1.449(3)<br />
C(7)-C(8) 1.394(3)<br />
C(8)-N(1)-C(10) 121.53(18)<br />
C(8)-N(1)-C(11) 121.48(18)<br />
C(10)-N(1)-C(11) 116.95(17)<br />
O(2)-C(2)-Cr(1) 179.12(18)<br />
O(3)-C(3)-Cr(1) 177.70(19)<br />
O(4)-C(4)-Cr(1) 177.9(2)<br />
O(5)-C(5)-Cr(1) 179.38(18)<br />
C(7)-C(6)-Cr(1) 176.15(18)<br />
C(8)-O(6)-C(9) 117.97(17)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 178.3(2)<br />
N(1)-C(8)-O(6) 114.40(18)<br />
N(1)-C(8)-C(7) 122.88(19)<br />
C(3)-Cr(1)-C(6) 90.60(9)<br />
O(1)-C(1)-Cr(1) 177.29(18)
8 Experimenteller Teil 235<br />
8.6.2.2 Komplex 6<br />
O1<br />
C1<br />
O2 C2<br />
O5<br />
C5<br />
Cr<br />
C17<br />
N1<br />
C6<br />
C7<br />
C4 O4<br />
C3<br />
O3<br />
C8<br />
C18<br />
C9<br />
C10<br />
C11<br />
Tabelle 8.10: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 6<br />
C(16)-C(17) 1.451(3)<br />
C(13)-C(15) 1.383(3)<br />
C(14)-C(16) 1.396(3)<br />
C(15)-C(16) 1.397(3)<br />
Cr(1)-C(5) 1.886(2)<br />
Cr(1)-C(1) 1.895(3)<br />
Cr(1)-C(2) 1.901(3)<br />
Cr(1)-C(4) 1.906(3)<br />
Cr(1)-C(3) 1.913(3)<br />
Cr(1)-C(6) 1.997(2)<br />
O(1)-C(1) 1.151(3)<br />
N(1)-C(8) 1.334(3)<br />
N(1)-C(18) 1.459(3)<br />
N(1)-C(19) 1.464(3)<br />
N(2)-C(17)-C(16) 178.2(3)<br />
C(15)-C(13)-C(11) 120.2(2)<br />
C(12)-C(14)-C(16) 119.4(2)<br />
C(13)-C(15)-C(16) 119.2(2)<br />
C(14)-C(16)-C(15) 121.1(2)<br />
C(14)-C(16)-C(17) 118.8(2)<br />
C(15)-C(16)-C(17) 120.1(2)<br />
C(5)-Cr(1)-C(1) 87.44(10)<br />
C(5)-Cr(1)-C(2) 92.67(10)<br />
C(1)-Cr(1)-C(2) 88.22(11)<br />
C(5)-Cr(1)-C(4) 92.45(10)<br />
C(1)-Cr(1)-C(4) 92.53(11)<br />
C(2)-Cr(1)-C(4) 174.86(10)<br />
C(5)-Cr(1)-C(3) 90.89(10)<br />
C(1)-Cr(1)-C(3) 177.72(10)<br />
C16<br />
C15<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
C12<br />
C14<br />
C19<br />
C13<br />
N2<br />
O(2)-C(2) 1.143(3)<br />
N(2)-C(17) 1.141(3)<br />
O(3)-C(3) 1.143(3)<br />
O(4)-C(4) 1.146(3)<br />
O(5)-C(5) 1.149(3)<br />
C(6)-C(7) 1.238(3)<br />
C(7)-C(8) 1.391(3)<br />
C(8)-C(9) 1.430(3)<br />
C(9)-C(10) 1.202(3)<br />
C(10)-C(11) 1.435(3)<br />
C(11)-C(13) 1.395(3)<br />
C(11)-C(12) 1.402(3)<br />
C(12)-C(14) 1.380(3)<br />
C(3)-Cr(1)-C(6) 91.71(10)<br />
C(8)-N(1)-C(18) 120.66(18)<br />
C(8)-N(1)-C(19) 123.25(19)<br />
C(18)-N(1)-C(19) 116.04(19)<br />
O(1)-C(1)-Cr(1) 178.24(18)<br />
O(2)-C(2)-Cr(1) 178.4(2)<br />
O(3)-C(3)-Cr(1) 179.5(2)<br />
O(4)-C(4)-Cr(1) 177.61(19)<br />
O(5)-C(5)-Cr(1) 178.1(2)<br />
C(7)-C(6)-Cr(1) 174.1(2)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 170.4(2)<br />
N(1)-C(8)-C(7) 123.0(2)<br />
N(1)-C(8)-C(9) 118.26(19)<br />
C(7)-C(8)-C(9) 118.8(2)<br />
C(10)-C(9)-C(8) 178.3(2)
236 8 Experimenteller Teil<br />
C(2)-Cr(1)-C(3) 90.31(11)<br />
C(4)-Cr(1)-C(3) 89.09(11)<br />
C(5)-Cr(1)-C(6) 175.11(10)<br />
C(1)-Cr(1)-C(6) 90.07(9)<br />
C(2)-Cr(1)-C(6) 91.46(10)<br />
C(4)-Cr(1)-C(6) 83.45(10)<br />
8.6.2.3 Komplex 9<br />
C18<br />
C11<br />
C10<br />
N2<br />
C9<br />
C17<br />
C12<br />
C16<br />
C13<br />
N1<br />
O1 C8 C7<br />
C14<br />
C6<br />
C15<br />
C(9)-C(10)-C(11) 176.6(2)<br />
C(13)-C(11)-C(12) 120.0(2)<br />
C(13)-C(11)-C(10) 121.63(19)<br />
C(12)-C(11)-C(10) 118.4(2)<br />
C(14)-C(12)-C(11) 120.1(2)<br />
Tabelle 8.11: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 9<br />
C2<br />
Si1<br />
C3<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Si1 C6 1.846(2)<br />
O1 C8 1.422(3)<br />
N1 C9 1.380(3)<br />
N1 C13 1.387(4)<br />
N2 C14 1.334(3)<br />
Bindungswinkel [°]<br />
C6 Si1 C1 108.27(13)<br />
C6 Si1 C2 109.40(13)<br />
C6 Si1 C3 108.62(13)<br />
C9 N1 C13 117.8(2)<br />
C14 N2 C18 117.2(2)<br />
C7 C6 Si1 179.0(2)<br />
C6 C7 C8 178.5(2)<br />
O1 C8 C7 108.00(18)<br />
O1 C8 C14 109.76(18)<br />
C1<br />
N2 C18 1.351(3)<br />
C6 C7 1.202(3)<br />
C7 C8 1.474(3)<br />
C8 C14 1.535(3)<br />
C8 C9 1.545(3)<br />
C7 C8 C14 110.59(18)<br />
O1 C8 C9 109.61(17)<br />
C7 C8 C9 110.35(18)<br />
C14 C8 C9 108.52(18)<br />
C10 C9 C8 115.64(18)<br />
N1 C9 C8 121.2(2)<br />
N2 C14 C8 114.83(18)<br />
C15 C14 C8 121.9(2)
8 Experimenteller Teil 237<br />
8.6.2.4 Komplex 11a<br />
O5<br />
C5<br />
O4<br />
C4<br />
O3<br />
C3<br />
Cr<br />
C1<br />
C2<br />
O1<br />
O2<br />
C6<br />
N3<br />
C7<br />
C16 C15<br />
N4<br />
C14<br />
C12<br />
C8<br />
C9<br />
C11<br />
N2<br />
N1<br />
C13<br />
C10<br />
Tabelle 8.12: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 11a<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Cr1 C5 1.872(3)<br />
Cr1 C3 1.891(4)<br />
Cr1 C2 1.906(4)<br />
Cr1 C4 1.905(4)<br />
Cr1 C1 1.913(4)<br />
Cr1 C6 2.030(3)<br />
O1 C1 1.140(4)<br />
N1 C8 1.333(5)<br />
N1 C9 1.452(5)<br />
N1 C10 1.474(4)<br />
O2 C2 1.138(4)<br />
Bindungswinkel [°]<br />
C5 Cr1 C3 91.59(15)<br />
C5 Cr1 C2 89.51(15)<br />
C3 Cr1 C2 92.11(15)<br />
C5 Cr1 C4 88.60(15)<br />
C3 Cr1 C4 89.25(16)<br />
C2 Cr1 C4 177.70(15)<br />
C5 Cr1 C1 93.97(15)<br />
C3 Cr1 C1 174.43(14)<br />
C2 Cr1 C1 87.85(15)<br />
C4 Cr1 C1 90.97(15)<br />
C5 Cr1 C6 177.52(15)<br />
C3 Cr1 C6 85.95(14)<br />
C2 Cr1 C6 90.18(14)<br />
C4 Cr1 C6 91.76(13)<br />
C1 Cr1 C6 88.48(13)<br />
C8 N1 C9 122.6(3)<br />
C8 N1 C10 120.9(3)<br />
C9 N1 C10 116.5(3)<br />
N2 C11 1.325(5)<br />
N2 C8 1.358(5)<br />
O3 C3 1.145(4)<br />
N3 C11 1.312(4)<br />
O4 C4 1.146(4)<br />
N4 C16 1.326(5)<br />
N4 C12 1.350(5)<br />
O5 C5 1.148(4)<br />
C6 C7 1.222(5)<br />
C7 C8 1.425(5)<br />
C11 C12 1.510(5)<br />
O1 C1 Cr1 178.1(3)<br />
C11 N2 C8 123.3(3)<br />
O2 C2 Cr1 177.1(3)<br />
O3 C3 Cr1 177.5(3)<br />
C16 N4 C12 117.6(3)<br />
O4 C4 Cr1 178.1(3)<br />
O5 C5 Cr1 178.8(3)<br />
C7 C6 Cr1 177.3(3)<br />
C6 C7 C8 176.5(4)<br />
N1 C8 N2 116.6(3)<br />
N1 C8 C7 117.5(3)<br />
N2 C8 C7 125.8(3)<br />
N3 C11 N2 129.9(4)<br />
N3 C11 C12 114.1(3)<br />
N2 C11 C12 116.1(3)<br />
N4 C12 C11 115.9(3)<br />
C13 C12 C11 121.0(4)
238 8 Experimenteller Teil<br />
8.6.2.5 Komplex 11b<br />
O5<br />
C5<br />
O1<br />
C1<br />
W1<br />
C2<br />
O2<br />
O4<br />
C4<br />
C3<br />
O3<br />
C6 C7<br />
Tabelle 8.13: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 11b<br />
N3<br />
C8<br />
C9<br />
N1<br />
C11<br />
N4<br />
N2<br />
C16<br />
Bindungslängen [Å]<br />
W1 C5 2.002(15)<br />
W1 C2 2.02(2)<br />
W1 C3 2.035(18)<br />
W1 C4 2.047(16)<br />
W1 C1 2.068(17)<br />
W1 C6 2.122(16)<br />
O1 C1 1.14(2)<br />
N1 C8 1.331(19)<br />
N1 C9 1.493(19)<br />
N1 C10 1.454(19)<br />
O2 C2 1.17(2)<br />
Bindungswinkel [°]<br />
C5 W1 C3 92.0(7)<br />
C5 W1 C2 89.9(7)<br />
C3 W1 C2 90.4(6)<br />
C5 W1 C4 89.2(6)<br />
C3 W1 C4 87.1(6)<br />
C2 W1 C4 177.3(6)<br />
C5 W1 C1 91.4(6)<br />
C3 W1 C1 176.6(6)<br />
C2 W1 C1 89.5(6)<br />
C4 W1 C1 93.1(6)<br />
C5 W1 C6 177.7(7)<br />
C3 W1 C6 89.6(6)<br />
C2 W1 C6 91.8(6)<br />
C4 W1 C6 89.2(6)<br />
C1 W1 C6 87.0(6)<br />
C8 N1 C9 123.5(13)<br />
C8 N1 C10 121.8(13)<br />
C10<br />
C12<br />
C13<br />
C14<br />
C15<br />
N2 C11 1.325(19)<br />
N2 C8 1.365(19)<br />
O3 C3 1.16(2)<br />
N3 C11 1.30(2)<br />
O4 C4 1.14(2)<br />
N4 C16 1.33(2)<br />
N4 C12 1.34(12)<br />
O5 C5 1.156(19)<br />
C6 C7 1.23(2)<br />
C7 C8 1.41(2)<br />
C11 C12 1.49(2)<br />
C9 N1 C10 114.6(13)<br />
O1 C1 W1 178.8(15)<br />
C11 N2 C8 123.3(13)<br />
O2 C2 W1 177.6(14)<br />
O3 C3 W1 177.7(15)<br />
O4 C4 W1 175.4(14)<br />
O5 C5 W1 178.0(12)<br />
C7 C6 W1 175.9(13)<br />
C6 C7 C8 169.1(15)<br />
N1 C8 N2 115.5(12)<br />
N1 C8 C7 119.4(13)<br />
N2 C8 C7 125.1(13)<br />
N3 C11 N2 128.0(14)<br />
N3 C11 C12 114.3(14)<br />
N2 C11 C12 117.6(14)<br />
N4 C12 C11 115.7(14)<br />
C13 C12 C11 121.1(14)
8 Experimenteller Teil 239<br />
8.6.2.6 Komplex 17<br />
O4<br />
C14 C15<br />
C4<br />
O3 N1 C9<br />
C3<br />
C6 C7 C8<br />
C5<br />
Cr1<br />
C13<br />
Fe1<br />
O5 C1<br />
O1<br />
C2<br />
O2<br />
C20<br />
C19<br />
C10<br />
C12<br />
C16<br />
C11<br />
C17<br />
C18<br />
Tabelle 8.14: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 17<br />
Fe(1)-C(9) 2.005(12)<br />
Fe(1)-C(10) 2.010(11)<br />
Fe(1)-C(17) 2.021(12)<br />
Fe(1)-C(13) 2.021(10)<br />
Fe(1)-C(18) 2.027(13)<br />
Fe(1)-C(11) 2.033(12)<br />
Fe(1)-C(12) 2.036(12)<br />
Fe(1)-C(19) 2.037(14)<br />
Fe(1)-C(16) 2.051(12)<br />
Fe(1)-C(20) 2.058(14)<br />
Cr(1)-C(2) 1.866(12)<br />
Cr(1)-C(5) 1.873(11)<br />
Cr(1)-C(1) 1.904(11)<br />
Cr(1)-C(4) 1.909(12)<br />
Cr(1)-C(3) 1.926(12)<br />
Cr(1)-C(6) 2.113(11)<br />
O(1)-C(1) 1.135(14)<br />
O(2)-C(2) 1.156(15)<br />
O(3)-C(3) 1.142(14)<br />
C(2)-Cr(1)-C(5) 92.3(5)<br />
C(2)-Cr(1)-C(1) 88.1(5)<br />
C(5)-Cr(1)-C(1) 87.6(5)<br />
C(2)-Cr(1)-C(4) 176.3(5)<br />
C(5)-Cr(1)-C(4) 90.4(5)<br />
C(1)-Cr(1)-C(4) 94.5(5)<br />
C(2)-Cr(1)-C(3) 87.8(5)<br />
C(5)-Cr(1)-C(3) 89.5(5)<br />
C(1)-Cr(1)-C(3) 174.9(5)<br />
C(4)-Cr(1)-C(3) 89.7(5)<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
O(4)-C(4) 1.122(14)<br />
O(5)-C(5) 1.148(14)<br />
N(1)-C(6) 1.293(14)<br />
N(1)-C(14) 1.462(13)<br />
N(1)-C(15) 1.486(13)<br />
C(6)-C(7) 1.446(15)<br />
C(7)-C(8) 1.210(16)<br />
C(8)-C(9) 1.448(17)<br />
C(9)-C(10) 1.430(17)<br />
C(9)-C(13) 1.440(17)<br />
C(10)-C(11) 1.436(17)<br />
C(11)-C(12) 1.404(18)<br />
C(12)-C(13) 1.397(16)<br />
C(16)-C(17) 1.393(19)<br />
C(16)-C(20) 1.46(2)<br />
C(17)-C(18) 1.40(2)<br />
C(18)-C(19) 1.40(2)<br />
C(19)-C(20) 1.39(3)<br />
C(3)-Cr(1)-C(6) 89.3(5)<br />
C(6)-N(1)-C(14) 124.1(9)<br />
C(6)-N(1)-C(15) 124.8(9)<br />
C(14)-N(1)-C(15) 111.0(8)<br />
O(1)-C(1)-Cr(1) 174.0(11)<br />
O(2)-C(2)-Cr(1) 179.4(11)<br />
O(3)-C(3)-Cr(1) 178.1(10)<br />
O(4)-C(4)-Cr(1) 178.8(11)<br />
O(5)-C(5)-Cr(1) 178.8(9)<br />
N(1)-C(6)-C(7) 114.3(9)
240 8 Experimenteller Teil<br />
C(2)-Cr(1)-C(6) 87.2(5)<br />
C(5)-Cr(1)-C(6) 178.6(4)<br />
C(1)-Cr(1)-C(6) 93.6(5)<br />
C(4)-Cr(1)-C(6) 90.0(4)<br />
8.6.2.7 Komplex 19<br />
O5<br />
C5<br />
O3<br />
C3<br />
Cr<br />
C2<br />
O2<br />
O4<br />
C4<br />
C1<br />
O1<br />
C6<br />
C27<br />
C16<br />
C7<br />
C15<br />
C17<br />
C10<br />
C8<br />
C20<br />
C21<br />
C28<br />
N(1)-C(6)-Cr(1) 132.6(8)<br />
C(7)-C(6)-Cr(1) 113.1(8)<br />
C(8)-C(7)-C(6) 171.5(12)<br />
C(7)-C(8)-C(9) 178.4(13)<br />
C11<br />
C9<br />
C19<br />
Fe1<br />
C24<br />
C25<br />
Tabelle 8.15: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 19<br />
Cr(1)-C(5) 1.873(18)<br />
Cr(1)-C(3) 1.891(19)<br />
Cr(1)-C(1) 1.91(2)<br />
Cr(1)-C(4) 1.912(19)<br />
Cr(1)-C(2) 1.92(2)<br />
Cr(1)-C(6) 1.956(18)<br />
O(1)-C(1) 1.15(2)<br />
O(2)-C(2) 1.15(2)<br />
O(3)-C(3) 1.17(2)<br />
O(4)-C(4) 1.14(2)<br />
O(5)-C(5) 1.16(2)<br />
C(6)-C(7) 1.26(2)<br />
C(7)-C(8) 1.41(2)<br />
C(8)-C(9) 1.44(2)<br />
C(8)-C(19) 1.46(2)<br />
C(5)-Cr(1)-C(3) 89.9(7)<br />
C(5)-Cr(1)-C(1) 90.4(7)<br />
C(3)-Cr(1)-C(1) 178.3(8)<br />
C(5)-Cr(1)-C(4) 96.9(7)<br />
C(3)-Cr(1)-C(4) 89.0(7)<br />
C(1)-Cr(1)-C(4) 89.3(7)<br />
C(5)-Cr(1)-C(2) 91.2(7)<br />
C(3)-Cr(1)-C(2) 89.6(8)<br />
C(1)-Cr(1)-C(2) 92.1(8)<br />
C(4)-Cr(1)-C(2) 171.7(7)<br />
C26<br />
Fe2<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
C18<br />
C14<br />
C12<br />
C13<br />
C23<br />
C22<br />
Cr(2)-C(55) 1.883(17)<br />
Cr(2)-C(53) 1.895(19)<br />
Cr(2)-C(52) 1.90(2)<br />
Cr(2)-C(54) 1.913(19)<br />
Cr(2)-C(51) 1.92(2)<br />
Cr(2)-C(56) 1.963(16)<br />
O(51)-C(51) 1.12(2)<br />
O(52)-C(52) 1.15(2)<br />
O(53)-C(53) 1.14(2)<br />
C(54)-O(54) 1.15(2)<br />
O(55)-C(55) 1.14(2)<br />
C(56)-C(57) 1.29(2)<br />
C(57)-C(58) 1.37(2)<br />
C(58)-C(59) 1.45(2)<br />
C(58)-C(69) 1.45(2)<br />
C(55)-Cr(2)-C(53) 97.2(7)<br />
C(55)-Cr(2)-C(52) 88.5(7)<br />
C(53)-Cr(2)-C(52) 89.5(7)<br />
C(55)-Cr(2)-C(54) 90.6(7)<br />
C(53)-Cr(2)-C(54) 88.3(7)<br />
C(52)-Cr(2)-C(54) 177.5(7)<br />
C(55)-Cr(2)-C(51) 90.4(8)<br />
C(53)-Cr(2)-C(51) 172.1(9)<br />
C(52)-Cr(2)-C(51) 92.7(7)<br />
C(54)-Cr(2)-C(51) 89.7(8)
8 Experimenteller Teil 241<br />
C(5)-Cr(1)-C(6) 179.3(8)<br />
C(3)-Cr(1)-C(6) 90.5(7)<br />
C(1)-Cr(1)-C(6) 89.2(7)<br />
C(4)-Cr(1)-C(6) 82.5(7)<br />
C(2)-Cr(1)-C(6) 89.4(7)<br />
O(1)-C(1)-Cr(1) 177.5(18)<br />
O(2)-C(2)-Cr(1) 177.3(16<br />
O(3)-C(3)-Cr(1) 177.5(15)<br />
O(4)-C(4)-Cr(1) 176.0(15)<br />
O(5)-C(5)-Cr(1) 178.0(14)<br />
C(7)-C(6)-Cr(1) 176.5(16)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 176.0(18)<br />
C(7)-C(8)-C(9) 116.6(15)<br />
C(7)-C(8)-C(19) 120.5(15)<br />
C(9)-C(8)-C(19) 122.9(14)<br />
8.6.2.8 Komplex 24a<br />
O2<br />
C2<br />
O5 C5<br />
O3<br />
C3<br />
O1<br />
C1<br />
Cr1<br />
O13 O15<br />
C13 C15<br />
O12<br />
C9 C10<br />
N1<br />
C14<br />
O14<br />
C12<br />
Cr2<br />
C11<br />
O11<br />
C7<br />
C6<br />
C4<br />
O4<br />
C8<br />
C25<br />
C24<br />
C20<br />
P1<br />
C23<br />
C(55)-Cr(2)-C(56) 177.9(7)<br />
C(53)-Cr(2)-C(56) 82.6(7)<br />
C(52)-Cr(2)-C(56) 89.4(7)<br />
C(54)-Cr(2)-C(56) 91.4(7)<br />
C(51)-Cr(2)-C(56) 89.9(8)<br />
O(51)-C(51)-Cr(2) 179(2)<br />
O(52)-C(52)-Cr(2) 178.6(17)<br />
O(53)-C(53)-Cr(2) 173.0(16)<br />
O(54)-C(54)-Cr(2) 178.4(16)<br />
O(55)-C(55)-Cr(2) 177.9(14)<br />
C(57)-C(56)-Cr(2) 177.2(13)<br />
C(56)-C(57)-C(58) 170.5(17)<br />
C(57)-C(58)-C(59) 119.5(15)<br />
C(57)-C(58)-C(69) 119.3(15)<br />
C(59)-C(58)-C(69) 121.1(15)<br />
C30 C35<br />
C31 C34<br />
C32 C33<br />
C21<br />
Tabelle 8.16: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 24a (*: Daten von 24a-2)<br />
N(1)-C(8) 1.331(2)<br />
N(1)-C(10) 1.457(2)<br />
N(1)-C(9) 1.477(2)<br />
O(1)-C(1) 1.136(3)<br />
C(1)-Cr(1) 1.904(2)<br />
Cr(1)-C(2) 1.874(2)<br />
Cr(1)-C(5) 1.888(2)<br />
Cr(1)-C(3) 1.895(2)<br />
Cr(1)-C(4) 1.929(2)<br />
Cr(1)-C(6) 1.9775(19)<br />
P(1)-C(20) 1.8302(18)<br />
P(1)-C(30) 1.8309(18)<br />
P(1)-C(8) 1.8616(18)<br />
P(1)-Cr(2) 2.3654(7)<br />
Cr(2)-C(12) 1.8867(19)<br />
Cr(2)-C(15) 1.891(2)<br />
C22<br />
Bindungslängen [Å]<br />
N(1*)-C(8*) 1.324(2)<br />
N(1*)-C(10*) 1.466(2)<br />
N(1*)-C(9*) 1.474(2)<br />
Cr(1*)-C(5*) 1.8766(19)<br />
Cr(1*)-C(1*) 1.883(2)<br />
Cr(1*)-C(2*) 1.897(2)<br />
Cr(1*)-C(4*) 1.905(2)<br />
Cr(1*)-C(3*) 1.926(2)<br />
Cr(1*)-C(6*) 1.9879(19)<br />
P(1*)-C(20*) 1.8326(18)<br />
P(1*)-C(30*) 1.8336(18)<br />
P(1*)-C(8*) 1.8657(18)<br />
P(1*)-Cr(2*) 2.3627(7)<br />
O(1*)-C(1*) 1.146(3)<br />
Cr(2*)-C(13*) 1.8946(19)<br />
Cr(2*)-C(15*) 1.8960(19)
242 8 Experimenteller Teil<br />
Cr(2)-C(11) 1.9001(19)<br />
Cr(2)-C(13) 1.901(2)<br />
Cr(2)-C(14) 1.9215(19)<br />
O(2)-C(2) 1.148(2)<br />
C(3)-O(3) 1.144(3)<br />
O(4)-C(4) 1.132(2)<br />
O(5)-C(5) 1.147(2)<br />
C(6)-C(7) 1.232(3)<br />
C(7)-C(8) 1.382(3)<br />
O(11)-C(11) 1.144(2<br />
O(12)-C(12) 1.150(2)<br />
O(13)-C(13) 1.142(2)<br />
O(14)-C(14) 1.138(2)<br />
O(15)-C(15) 1.142(2)<br />
C(8)-N(1)-C(10) 125.54(15)<br />
C(8)-N(1)-C(9) 119.41(15)<br />
C(10)-N(1)-C(9) 114.93(15)<br />
O(1)-C(1)-Cr(1) 175.46(19)<br />
C(2)-Cr(1)-C(5) 96.61(8)<br />
C(2)-Cr(1)-C(3) 88.95(9)<br />
C(5)-Cr(1)-C(3) 89.51(9)<br />
C(2)-Cr(1)-C(1) 88.60(9)<br />
C(5)-Cr(1)-C(1) 86.83(9)<br />
C(3)-Cr(1)-C(1) 175.33(8)<br />
C(2)-Cr(1)-C(4) 169.45(8)<br />
C(5)-Cr(1)-C(4) 93.82(8)<br />
C(3)-Cr(1)-C(4) 89.56(9)<br />
C(1)-Cr(1)-C(4) 93.57(9)<br />
C(2)-Cr(1)-C(6) 83.95(8)<br />
C(5)-Cr(1)-C(6) 174.92(8)<br />
C(3)-Cr(1)-C(6) 95.55(8)<br />
C(1)-Cr(1)-C(6) 88.14(9)<br />
C(4)-Cr(1)-C(6) 85.80(8)<br />
C(20)-P(1)-C(30) 99.62(8)<br />
C(20)-P(1)-C(8) 102.33(8)<br />
C(30)-P(1)-C(8) 105.63(8)<br />
C(20)-P(1)-Cr(2) 119.14(6)<br />
C(30)-P(1)-Cr(2) 120.83(6)<br />
C(8)-P(1)-Cr(2) 107.20(6)<br />
C(12)-Cr(2)-C(15) 91.24(8)<br />
C(12)-Cr(2)-C(11) 88.02(8)<br />
C(15)-Cr(2)-C(11) 85.85(8)<br />
C(12)-Cr(2)-C(13) 89.04(8)<br />
C(15)-Cr(2)-C(13) 89.56(8)<br />
C(11)-Cr(2)-C(13) 174.48(8)<br />
C(12)-Cr(2)-C(14) 177.66(8)<br />
Bindungswinkel [°]<br />
Cr(2*)-C(12*) 1.9004(19)<br />
Cr(2*)-C(14*) 1.911(2)<br />
Cr(2*)-C(11*) 1.9144(19)<br />
C(2*)-O(2*) 1.144(3)<br />
O(3*)-C(3*) 1.133(3)<br />
O(4*)-C(4*) 1.135(3)<br />
O(5*)-C(5*) 1.151(2)<br />
C(6*)-C(7*) 1.233(3)<br />
C(7*)-C(8*) 1.384(2)<br />
O(11*)-C(11*) 1.137(2)<br />
O(12*)-C(12*) 1.142(2)<br />
O(13*)-C(13*) 1.145(2)<br />
O(14*)-C(14*) 1.139(2)<br />
O(15*)-C(15*) 1.140(2)<br />
C(8*)-N(1*)-C(10*) 125.82(15)<br />
C(8*)-N(1*)-C(9*) 119.30(15)<br />
C(10*)-N(1*)-C(9*) 114.76(15)<br />
C(5*)-Cr(1*)-C(1*) 93.81(8)<br />
C(5*)-Cr(1*)-C(2*) 89.04(9)<br />
C(1*)-Cr(1*)-C(2*) 91.04(9)<br />
C(5*)-Cr(1*)-C(4*) 90.51(9)<br />
C(1*)-Cr(1*)-C(4*) 90.43(10)<br />
C(2*)-Cr(1*)-C(4*) 178.49(9)<br />
C(5*)-Cr(1*)-C(3*) 92.91(8)<br />
C(1*)-Cr(1*)-C(3*) 173.26(8)<br />
C(2*)-Cr(1*)-C(3*) 88.62(9)<br />
C(4*)-Cr(1*)-C(3*) 89.97(10)<br />
C(5*)-Cr(1*)-C(6*) 176.70(8)<br />
C(1*)-Cr(1*)-C(6*) 83.79(8)<br />
C(2*)-Cr(1*)-C(6*) 93.26(8)<br />
C(4*)-Cr(1*)-C(6*) 87.24(8)<br />
C(3*)-Cr(1*)-C(6*) 89.50(8)<br />
C(20*)-P(1*)-C(30*) 99.84(8)<br />
C(20*)-P(1*)-C(8*) 104.99(8)<br />
C(30*)-P(1*)-C(8*) 101.33(8)<br />
C(20*)-P(1*)-Cr(2*) 121.09(6)<br />
C(30*)-P(1*)-Cr(2*) 119.77(6)<br />
C(8*)-P(1*)-Cr(2*) 107.36(6)<br />
O(1*)-C(1*)-Cr(1*) 176.43(17)<br />
C(13*)-Cr(2*)-C(15*) 89.78(8)<br />
C(13*)-Cr(2*)-C(12*) 88.55(8)<br />
C(15*)-Cr(2*)-C(12*) 88.10(8)<br />
C(13*)-Cr(2*)-C(14*) 92.77(8)<br />
C(15*)-Cr(2*)-C(14*) 88.75(8)<br />
C(12*)-Cr(2*)-C(14*) 176.58(8)<br />
C(13*)-Cr(2*)-C(11*) 178.06(8)
8 Experimenteller Teil 243<br />
C(15)-Cr(2)-C(14) 88.85(8)<br />
C(11)-Cr(2)-C(14) 94.32(8)<br />
C(13)-Cr(2)-C(14) 88.63(8)<br />
C(12)-Cr(2)-P(1) 92.27(6)<br />
C(15)-Cr(2)-P(1) 175.45(6)<br />
C(11)-Cr(2)-P(1) 91.38(6)<br />
C(13)-Cr(2)-P(1) 93.39(6)<br />
C(14)-Cr(2)-P(1) 87.76(6)<br />
O(2)-C(2)-Cr(1) 175.23(17)<br />
O(3)-C(3)-Cr(1) 177.04(19)<br />
O(4)-C(4)-Cr(1) 177.38(18)<br />
O(5)-C(5)-Cr(1) 178.31(18)<br />
C(7)-C(6)-Cr(1) 174.66(17)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 170.80(19)<br />
N(1)-C(8)-C(7) 120.79(16)<br />
N(1)-C(8)-P(1) 123.63(13)<br />
C(7)-C(8)-P(1) 114.80(13)<br />
O(11)-C(11)-Cr(2) 175.26(16)<br />
O(12)-C(12)-Cr(2) 179.72(19)<br />
O(13)-C(13)-Cr(2) 178.00(18)<br />
O(14)-C(14)-Cr(2) 177.23(17)<br />
O(15)-C(15)-Cr(2) 177.35(16)<br />
C(21)-C(20)-P(1) 118.31(14)<br />
C(25)-C(20)-P(1) 122.57(14)<br />
C(15*)-Cr(2*)-C(11*) 88.31(8)<br />
C(12*)-Cr(2*)-C(11*) 91.08(8)<br />
C(14*)-Cr(2*)-C(11*) 87.50(8)<br />
C(13*)-Cr(2*)-P(1*) 90.98(6)<br />
C(15*)-Cr(2*)-P(1*) 179.23(6)<br />
C(12*)-Cr(2*)-P(1*) 91.78(6)<br />
C(14*)-Cr(2*)-P(1*) 91.35(6)<br />
C(11*)-Cr(2*)-P(1*) 90.93(6)<br />
O(2*)-C(2*)-Cr(1*) 177.90(19)<br />
O(3*)-C(3*)-Cr(1*) 178.91(19)<br />
O(4*)-C(4*)-Cr(1*) 179.8(2)<br />
O(5*)-C(5*)-Cr(1*) 179.18(18)<br />
C(7*)-C(6*)-Cr(1*) 174.52(16)<br />
C(6*)-C(7*)-C(8*) 168.11(19)<br />
N(1*)-C(8*)-C(7*) 121.42(16)<br />
N(1*)-C(8*)-P(1*) 124.23(13)<br />
C(7*)-C(8*)-P(1*) 113.61(13)<br />
O(11*)-C(11*)-Cr(2*) 178.34(17)<br />
O(12*)-C(12*)-Cr(2*) 177.82(17)<br />
O(13*)-C(13*)-Cr(2*) 177.74(17)<br />
O(14*)-C(14*)-Cr(2*) 176.25(17)<br />
O(15*)-C(15*)-Cr(2*) 178.75(16)<br />
C(21*)-C(20*)-P(1*) 120.93(13)<br />
C(25*)-C(20*)-P(1*) 119.58(14)
244 8 Experimenteller Teil<br />
8.6.2.9 Komplex 30b<br />
C2<br />
C1<br />
C3<br />
C5<br />
C4<br />
C15<br />
Ni1<br />
C16<br />
Br1<br />
C21<br />
P1<br />
C11<br />
C14<br />
C36<br />
C12<br />
C13<br />
C35<br />
C26<br />
C31<br />
C25<br />
C22<br />
C32<br />
C33<br />
C34<br />
C24<br />
C23<br />
Tabelle 8.17: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 30b<br />
Br(1)-Ni(1) 2.3185(5)<br />
Ni(1)-C(3) 2.067(3)<br />
Ni(1)-C(1) 2.102(3)<br />
Ni(1)-C(4) 2.109(3)<br />
Ni(1)-P(1) 2.1510(9)<br />
P(1)-Ni(1)-Br(1) 94.70(3)<br />
C(31)-P(1)-C(21) 108.05(12)<br />
C(31)-P(1)-C(41) 105.45(12)<br />
C(21)-P(1)-C(41) 103.09(12)<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
Ni(1)-C(2) 2.152(3)<br />
Ni(1)-C(5) 2.160(3)<br />
P(1)-C(31) 1.821(3)<br />
P(1)-C(21) 1.821(3)<br />
P(1)-C(41) 1.823(3)<br />
C(31)-P(1)-Ni(1) 112.79(9)<br />
C(21)-P(1)-Ni(1) 113.32(9)<br />
C(41)-P(1)-Ni(1) 113.37(9)
8 Experimenteller Teil 245<br />
8.6.2.10 Komplex 30c<br />
C25<br />
C24<br />
C23<br />
C26<br />
C22<br />
C35<br />
C21<br />
C36<br />
C34<br />
C18<br />
P1<br />
C17<br />
Ni1<br />
C16<br />
C31<br />
I1<br />
C32<br />
C33<br />
C15<br />
C12<br />
C14<br />
C13<br />
Tabelle 8.18: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 30c<br />
I(1)-Ni(1) 2.4914(11)<br />
Ni(1)-C(16) 2.026(6)<br />
Ni(1)-C(15) 2.134(7)<br />
Ni(1)-C(14) 2.139(7)<br />
Ni(1)-C(13) 2.148(7)<br />
Ni(1)-C(12) 2.148(6)<br />
P(1)-Ni(1)-I(1) 103.15(5)<br />
C(31)-P(1)-C(21) 104.3(3)<br />
C(31)-P(1)-C(18) 104.7(3)<br />
C(21)-P(1)-C(18) 106.2(3)<br />
C(31)-P(1)-Ni(1) 113.3(2)<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
Ni(1)-P(1) 2.142(2)<br />
P(1)-C(31) 1.822(8)<br />
P(1)-C(21) 1.831(6)<br />
P(1)-C(18) 1.834(7)<br />
C(16)-C(17) 1.525(10)<br />
C(17)-C(18) 1.523(9)<br />
C(21)-P(1)-Ni(1) 124.2(2)<br />
C(18)-P(1)-Ni(1) 102.5(2)<br />
C(18)-C(17)-C(16) 109.6(5)<br />
C(17)-C(18)-P(1) 105.7(5)
246 8 Experimenteller Teil<br />
8.6.2.11 Komplex 32<br />
C33<br />
C34<br />
C32<br />
C35<br />
C15<br />
C31<br />
C36<br />
C41<br />
C42<br />
C43<br />
C14<br />
C11<br />
P1<br />
C51<br />
C13<br />
C12<br />
Ni1<br />
C56<br />
C1<br />
C46<br />
C52<br />
C53<br />
C45<br />
C44<br />
Tabelle 8.19: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 32<br />
Ni(1)-C(6) 1.851(17)<br />
Ni(1)-C(5) 2.049(17)<br />
Ni(1)-C(2) 2.100(17)<br />
Ni(1)-C(3) 2.118(15)<br />
Ni(1)-C(4) 2.122(15)<br />
Ni(1)-C(1) 2.133(14)<br />
Ni(1)-P(1) 2.143(4)<br />
P(1)-C(41) 1.815(14)<br />
C(41)-P(1)-C(21) 106.3(7)<br />
C(41)-P(1)-C(31) 101.4(7)<br />
C(21)-P(1)-C(31) 101.0(7)<br />
C(41)-P(1)-Ni(1) 115.6(5)<br />
C(21)-P(1)-Ni(1) 112.1(5)<br />
C(31)-P(1)-Ni(1) 118.6(5)<br />
C(8)-N(1)-C(9) 123.0(13)<br />
C2<br />
C55<br />
C54<br />
C4<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
C3<br />
O1<br />
N1<br />
C5<br />
P(1)-C(21) 1.818(15)<br />
P(1)-C(31) 1.832(15)<br />
O(1)-C(8) 1.250(17)<br />
N(1)-C(8) 1.354(18)<br />
N(1)-C(9) 1.42(2)<br />
N(1)-C(10) 1.448(18)<br />
C(6)-C(7) 1.24(2)<br />
C(7)-C(8) 1.42(2)<br />
C(8)-N(1)-C(10) 122.1(12)<br />
C(9)-N(1)-C(10) 114.4(13)<br />
C(7)-C(6)-Ni(1) 174.3(13)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 174.3(16)<br />
O(1)-C(8)-N(1) 122.5(14)<br />
O(1)-C(8)-C(7) 119.2(13)<br />
N(1)-C(8)-C(7) 118.2(13)
8 Experimenteller Teil 247<br />
8.6.2.12 Komplex 34<br />
C5<br />
C1<br />
C11<br />
C2<br />
C4<br />
P1<br />
C3<br />
Ni1<br />
C13<br />
C6<br />
C12<br />
C7<br />
N1<br />
C8<br />
C9<br />
O1<br />
C10<br />
Tabelle 8.20: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 34<br />
Ni(1)-C(6) 1.839(3)<br />
Ni(1)-C(1) 2.082(3)<br />
Ni(1)-C(4) 2.102(3)<br />
Ni(1)-C(2) 2.119(3)<br />
Ni(1)-P(1) 2.1294(9)<br />
Ni(1)-C(3) 2.143(3)<br />
Ni(1)-C(5) 2.147(3)<br />
P(1)-C(12) 1.807(3)<br />
C(6)-Ni(1)-P(1) 87.67(9)<br />
C(12)-P(1)-C(13) 103.73(14)<br />
C(12)-P(1)-C(11) 103.14(15)<br />
C(13)-P(1)-C(11) 103.12(14)<br />
C(12)-P(1)-Ni(1) 114.00(10)<br />
C(13)-P(1)-Ni(1) 115.78(10)<br />
C(11)-P(1)-Ni(1) 115.44(10)<br />
C(8)-N(1)-C(9) 123.6(2)<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
P(1)-C(13) 1.808(3)<br />
P(1)-C(11) 1.811(3)<br />
N(1)-C(8) 1.353(4)<br />
N(1)-C(9) 1.447(4)<br />
N(1)-C(10) 1.457(4)<br />
O(1)-C(8) 1.241(4)<br />
C(6)-C(7) 1.214(4)<br />
C(7)-C(8) 1.447(4)<br />
C(8)-N(1)-C(10) 119.6(2)<br />
C(9)-N(1)-C(10) 116.5(2)<br />
C(7)-C(6)-Ni(1) 173.7(3)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 174.0(3)<br />
O(1)-C(8)-N(1) 121.8(3)<br />
O(1)-C(8)-C(7) 121.1(3)<br />
N(1)-C(8)-C(7) 117.1(3)
248 8 Experimenteller Teil<br />
8.6.2.13 Komplex 36<br />
C23<br />
C24<br />
C3<br />
C22<br />
C2<br />
C4<br />
C25<br />
C21<br />
C5<br />
Ni1<br />
P1<br />
C1<br />
C31<br />
C26<br />
C32<br />
C41<br />
C46<br />
C36<br />
C6 C7<br />
C35<br />
C34<br />
C33<br />
C42<br />
C45<br />
C8<br />
C44<br />
C43<br />
N1 C12<br />
C9<br />
C11<br />
C10<br />
Tabelle 8.21: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 36<br />
Ni(1)-C(6) 1.847(2)<br />
Ni(1)-C(1) 2.078(2)<br />
Ni(1)-C(4) 2.088(2)<br />
Ni(1)-P(1) 2.1234(8)<br />
Ni(1)-C(3) 2.130(2)<br />
Ni(1)-C(5) 2.134(2)<br />
Ni(1)-C(2) 2.135(2)<br />
P(1)-C(41) 1.8203(19)<br />
P(1)-C(31) 1.829(2)<br />
P(1)-C(21) 1.832(2)<br />
C(6)-C(7) 1.207(3)<br />
C(7)-C(8) 1.439(3)<br />
C(6)-Ni(1)-P(1) 87.31(7)<br />
C(41)-P(1)-C(31) 106.74(9)<br />
C(41)-P(1)-C(21) 102.78(9)<br />
C(31)-P(1)-C(21) 101.55(8)<br />
C(41)-P(1)-Ni(1) 111.32(6)<br />
C(31)-P(1)-Ni(1) 116.98(7)<br />
C(21)-P(1)-Ni(1) 116.00(7)<br />
C(7)-C(6)-Ni(1) 175.13(18)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 172.0(2)<br />
N(1)-C(8)-C(9) 122.26(18)<br />
N(1)-C(8)-C(7) 118.56(18)<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
Ni(2)-C(56) 1.851(2)<br />
Ni(2)-C(52) 2.0834(19)<br />
Ni(2)-C(54) 2.084(2)<br />
Ni(2)-C(55) 2.119(2)<br />
Ni(2)-P(2) 2.1331(9)<br />
Ni(2)-C(53) 2.135(2)<br />
Ni(2)-C(51) 2.160(2)<br />
P(2)-C(91) 1.826(2)<br />
P(2)-C(81) 1.8341(19)<br />
P(2)-C(71) 1.835(2)<br />
C(56)-C(57) 1.211(3)<br />
C(57)-C(58) 1.435(3)<br />
C(56)-Ni(2)-P(2) 90.87(6)<br />
C(91)-P(2)-C(81) 107.43(8)<br />
C(91)-P(2)-C(71) 103.12(9)<br />
C(81)-P(2)-C(71) 101.20(9)<br />
C(91)-P(2)-Ni(2) 111.77(7)<br />
C(81)-P(2)-Ni(2) 116.65(7)<br />
C(71)-P(2)-Ni(2) 115.29(7)<br />
C(57)-C(56)-Ni(2) 177.12(18)<br />
C(56)-C(57)-C(58) 177.3(2)<br />
N(2)-C(58)-C(59) 121.85(17)<br />
N(2)-C(58)-C(57) 117.79(18)
8 Experimenteller Teil 249<br />
8.6.2.14 Komplex 41<br />
C33<br />
C23<br />
C24<br />
C26 C25<br />
C32<br />
C22<br />
C31<br />
C21<br />
C34<br />
C35 C36<br />
C10<br />
C6<br />
C9<br />
C11<br />
O1<br />
C7 C8<br />
Ni1<br />
C1 C2 C3<br />
P1<br />
N1 C5<br />
C41<br />
C42<br />
C4<br />
C43<br />
C44<br />
C46<br />
C45<br />
Tabelle 8.22: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 41<br />
Ni(1)-C(6) 1.828(3)<br />
Ni(1)-C(5) 2.079(3)<br />
Ni(1)-C(2) 2.094(3)<br />
Ni(1)-C(3) 2.106(3)<br />
Ni(1)-C(4) 2.131(3)<br />
Ni(1)-C(1) 2.135(3)<br />
Ni(1)-P(1) 2.1469(11)<br />
P(1)-C(21) 1.816(3)<br />
C(6)-Ni(1)-P(1) 94.38(9)<br />
C(21)-P(1)-C(41) 105.75(13)<br />
C(21)-P(1)-C(31) 104.38(13)<br />
C(41)-P(1)-C(31) 105.70(13)<br />
C(21)-P(1)-Ni(1) 115.28(10)<br />
C(41)-P(1)-Ni(1) 110.64(10)<br />
C(31)-P(1)-Ni(1) 114.28(9)<br />
C(8)-O(1)-C(11) 117.7(2)<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
P(1)-C(41) 1.823(3)<br />
P(1)-C(31) 1.826(3)<br />
O(1)-C(8) 1.329(4)<br />
N(1)-C(8) 1.311(4)<br />
N(1)-C(9) 1.459(4)<br />
N(1)-C(10) 1.471(4)<br />
C(6)-C(7) 1.221(4)<br />
C(7)-C(8) 1.405(4)<br />
C(8)-N(1)-C(9) 121.0(3)<br />
C(8)-N(1)-C(10) 122.1(3)<br />
C(9)-N(1)-C(10) 116.8(2)<br />
C(7)-C(6)-Ni(1) 175.1(3)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 171.2(3)<br />
N(1)-C(8)-O(1) 114.3(3)<br />
N(1)-C(8)-C(7) 123.3(3)<br />
O(1)-C(8)-C(7) 122.4(3)
250 8 Experimenteller Teil<br />
8.6.2.15 Komplex 50<br />
C17<br />
C15<br />
C16<br />
C18<br />
C14<br />
C26<br />
C25<br />
C12<br />
C21<br />
C13<br />
Ni1<br />
P2<br />
C22<br />
C31<br />
C23<br />
C24<br />
C6<br />
C36<br />
C32<br />
Tabelle 8.23: Ausgewählte Bindungslängen und –winkel von Komplex 50<br />
Ni(1)-C(6) 1.841(7)<br />
Ni(1)-C(16) 2.048(7)<br />
Ni(1)-C(12) 2.106(7)<br />
Ni(1)-C(13) 2.118(7)<br />
Ni(1)-C(14) 2.120(8)<br />
Ni(1)-P(2) 2.130(2)<br />
Ni(1)-C(15) 2.147(7)<br />
O(1)-C(8) 1.300(10)<br />
O(1)-C(11) 1.422(10)<br />
N(1)-C(8) 1.315(11)<br />
C(6)-Ni(1)-P(2) 98.4(2)<br />
C(8)-O(1)-C(11) 120.9(7)<br />
C(8)-N(1)-C(9) 121.0(7)<br />
C(8)-N(1)-C(10) 111.8(10)<br />
C(9)-N(1)-C(10) 127.1(9)<br />
C(31)-P(2)-C(21) 105.4(4)<br />
C(31)-P(2)-C(18) 106.5(4)<br />
C(21)-P(2)-C(18) 107.0(4)<br />
C7<br />
C35<br />
C9<br />
C8<br />
C34<br />
C33<br />
Bindungslängen [Å]<br />
Bindungswinkel [°]<br />
N1<br />
O1<br />
C11<br />
C10<br />
N(1)-C(9) 1.450(11)<br />
N(1)-C(10) 1.542(13)<br />
P(2)-C(31) 1.815(8)<br />
P(2)-C(21) 1.824(8)<br />
P(2)-C(18) 1.835(7)<br />
C(6)-C(7) 1.225(10)<br />
C(7)-C(8) 1.422(10)<br />
C(16)-C(17) 1.527(11)<br />
C(17)-C(18) 1.538(12)<br />
C(31)-P(2)-Ni(1) 117.0(2)<br />
C(21)-P(2)-Ni(1) 116.4(3)<br />
C(18)-P(2)-Ni(1) 103.9(3)<br />
C(7)-C(6)-Ni(1) 177.1(7)<br />
C(6)-C(7)-C(8) 179.3(9)<br />
O(1)-C(8)-N(1) 117.2(7)<br />
O(1)-C(8)-C(7) 122.3(8)<br />
N(1)-C(8)-C(7) 120.5(8)
9 Zusammenfassung 251<br />
9. Zusammenfassung<br />
Carben-<strong>Komplexe</strong> des Chroms und des Wolframs sind inzwischen gut zugänglich und<br />
bieten durch die Variationsvielfalt ihrer Koligandensphäre einerseits und des<br />
Carbenliganden andererseits eine große Reaktivitätsvielfalt und dadurch ein<br />
außerordentliches Synthesepotential. Für Allenyliden-<strong>Komplexe</strong> als höhere Cumuloge<br />
der Carben-<strong>Komplexe</strong> gibt es mittlerweile verschiedene Zugangs- und<br />
Substitutionsmöglichkeiten. Die Auswirkung eines veränderten Substitutionsmusters am<br />
Allenyliden-Liganden auf die Eigenschaften dieser <strong>Komplexe</strong> ist hingegen nur an<br />
einigen Beispielen belegt.<br />
Die vorliegende Arbeit befasst sich daher zunächst mit neuen<br />
Derivatisierungsmöglichkeiten von Pentacarbonyl(allenyliden)chrom und -wolfram-<br />
<strong>Komplexe</strong>n und den Eigenschaften der resultierenden Produkte sowie der Möglichkeit,<br />
mehrkernige <strong>Komplexe</strong>, in denen die beiden Metallatome durch ein π-System<br />
verbunden sind, zu erzeugen.<br />
Desweiteren werden zwei Wege aufgezeigt, Heteroatom-substituierte Allenyliden-<br />
<strong>Komplexe</strong> von Metallen der Gruppe X (Nickel) zu synthetisieren. Die Eigenschaften<br />
der Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> werden mit denen der entsprechenden Chrom-<br />
<strong>Komplexe</strong> verglichen.<br />
Reaktion von Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n mit verschiedenen Nukleophilen<br />
Beim Angriff verschiedener Nukleophile an einen Alkoxy(amino)allenyliden-Komplex<br />
verläuft unter Bildung eines Alkinylmetallats. Abhängig von der Art des Nukleophils<br />
zerfällt dieses zu unterschiedlichen Produkten. Eine Abspaltung der Methoxygruppe<br />
kann nicht, auch nicht durch geeignete Abspaltungsreagenzien, induziert werden.
252 9 Zusammenfassung<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
+Li(Et) 3BH<br />
oder<br />
+ KF, 18-Krone-6<br />
THF, -80 °C<br />
NMe 2<br />
Nu = H<br />
T>-75°C<br />
-H<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
Nu = F<br />
+E<br />
-OMe<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
OMe<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
Nu<br />
NMe 2<br />
E=BF 3,BCl 3,BBr 3,Me 3Si-Tf, Me 3SiCl<br />
Durch die Verwendung von Alkinyl-Anionen als Nukleophile und nachfolgende SiO2induzierte<br />
Abspaltung vom OMe - werden Alkinyl(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
zugänglich.<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
+Li-C C-Fc<br />
THF, -80 °C<br />
F<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
SiO 2<br />
-20 °C<br />
-OMe<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
R=Ph,p-Cl-C 6H 4,<br />
p-CN-C 6H 4,Fc<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
Nu<br />
NMe 2<br />
C<br />
C<br />
R
9 Zusammenfassung 253<br />
Erzeugung mehrkerniger <strong>Komplexe</strong><br />
Die Verwendung von Ferrocenyl-Anionen als Nukleophile hingegen bietet einen<br />
einfachen Zugang zu Ferrocenyl-substituierten Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n. Diese sind für<br />
spektro-elektrochemische Untersuchungen geeignet und erlauben gleichzeitig einen<br />
Vergleich mit anderen zweikernigen Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n, in denen eine<br />
Ferrocenyleinheit mit der Cumulenkette verbunden ist.<br />
(OC) 5Cr<br />
(OC) 5Cr<br />
C C C<br />
H<br />
C<br />
NMe 2<br />
C<br />
C C C<br />
H<br />
NMe 2<br />
Fe<br />
(OC) 5Cr<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
Fe Fe<br />
Es zeigt sich, dass vor allem bei <strong>Komplexe</strong>n mit einer Spacer-Einheit zwischen<br />
Ferrocen- und Allenylidensystem das Potential für die Oxidation des Chromatoms so<br />
stark erniedrigt wird, dass dieses noch vor dem Eisenatom oxidiert wird. Verantwortlich<br />
hierfür ist das stark ausgeprägte π-Donorpotential des Aminosubstituenten, das dazu<br />
führt, dass das HOMO hauptsächlich im [(CO)5Cr]-Teil des Moleküls lokalisiert ist.<br />
Die Reaktion von Alkoxy(amino)allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n mit lithiiertem Diphenylphosphan<br />
oder -arsan als Nukleophil führt ebenfalls zur Bildung eines Alkinylmetallats.<br />
Nur im Fall des Phosphans können die Produkte der Methoxy-Eliminierung aus diesem<br />
isoliert werden.<br />
C<br />
C
254 9 Zusammenfassung<br />
Die so erhaltenen Phosphinoallenyliden-<strong>Komplexe</strong> können als Liganden für die<br />
Koordination an andere Metall-<strong>Komplexe</strong> verwendet werden.<br />
LnM’ Ln-1M’<br />
CpMn(CO)2(THF) CpMn(CO)2<br />
Ni(CO)4<br />
Ni(CO)3<br />
CuI CuI<br />
(PhCN)2PdCl2 (PhCN)PdCl2<br />
(SMe2)AuCl AuCl
9 Zusammenfassung 255<br />
Synthese von Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong>n<br />
Durch kupfer-katalysierte Kupplung geeigneter terminaler Alkine mit Nickelchloro-<br />
<strong>Komplexe</strong>n oder durch Addition nach vorheriger Deprotonierung an ebendiese können<br />
Nickelalkinyl-<strong>Komplexe</strong> erhalten werden, die sich nachfolgend durch Alkylierung mit<br />
Tetrafluoroboraten oder Methyltriflat in die ersten Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong><br />
überführen lassen.<br />
H<br />
R<br />
C :<br />
R'<br />
C C C<br />
C<br />
O<br />
R<br />
R'<br />
OC 10H 16<br />
Cp(Ph 3P)NiX<br />
NEt 3<br />
CuI<br />
X = Cl, Br<br />
C<br />
O<br />
NMe 2<br />
C<br />
O<br />
Ph<br />
Ph 3P<br />
Ni<br />
N N<br />
C C C<br />
Diese ermöglichen Substitutionsmuster, die bei Allenyliden-<strong>Komplexe</strong>n von Metallen<br />
der Gruppe VI zu instabilen Verbindungen führen:<br />
R<br />
R'<br />
Br
256 9 Zusammenfassung<br />
Auch die Nickelallenyliden-<strong>Komplexe</strong> erlauben eine Variation der Coliganden und<br />
somit eine Beeinflussung der Elektronendichte am Metallatom; so kann z.B. der<br />
Triphenylphosphan-Ligand gegen bessere Donorliganden ausgetauscht werden.
10 Verbindungsübersicht 257<br />
10. Verbindungsübersicht<br />
10.1 Verbindungen zu den Kapiteln 3 & 4<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
1<br />
M=Cr(a)<br />
W(b)<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
R=H(2), F (3)<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
R<br />
NMe 2<br />
C<br />
C<br />
R<br />
R=Ph(4), p-Cl-C 6H 4(5),<br />
p-CN-C 6H 4(6), Fc(7)<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
NMe 2<br />
C<br />
(CO) 3Co<br />
8<br />
C<br />
Fc<br />
Co(CO) 3<br />
OH<br />
C<br />
C<br />
N N<br />
C R<br />
R=TMS(9), H (10)<br />
(CO) 5M C C C<br />
H 2N<br />
11<br />
M=Cr(a)<br />
W(b)<br />
NMe 2<br />
N<br />
N
258 10 Verbindungsübersicht<br />
10.2 Verbindungen zu den Kapiteln 5 & 6<br />
LiFc<br />
(CO) 5M C<br />
(CO) 5M C<br />
(CO) 5Cr C<br />
OR<br />
C<br />
C<br />
OR<br />
Fc<br />
C C<br />
NMe 2<br />
C<br />
C<br />
Fc<br />
Fc<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
(CO) 5Cr<br />
C C C<br />
NMe 2<br />
NMe 2<br />
Fc<br />
Fc<br />
Fc<br />
NMe 2<br />
Fc<br />
12<br />
R=Me(13)<br />
Et (14)<br />
M=Cr(a)<br />
W(b)<br />
R=Me(15)<br />
Et (16)<br />
M=Cr(a)<br />
W(b)<br />
17<br />
18<br />
19<br />
20<br />
Li[AsPh2]<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
(CO) 5M C C C<br />
(CO) 5M C C C<br />
(CO) 5M<br />
NMe 2<br />
OMe<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
23 M=Cr(a), W (b)<br />
AsPh 2<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
24 M=Cr(a), W (b)<br />
(CO) 5Cr C C C<br />
L nM<br />
21<br />
NMe 2<br />
PPh 2<br />
L nM=CpMn(CO) 2 (25),<br />
Ni(CO) 3 (26),<br />
CuI (27),<br />
PhCNPdCl 2 (28),<br />
AuCl (29)<br />
22
10 Verbindungsübersicht 259<br />
10.3 Verbindungen zu Kapitel 7
260 10 Verbindungsübersicht<br />
10.4 Vergleichssubstanzen
11 Literatur 261<br />
11. Literatur<br />
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[49] L. Reyes, H. Mendoza, M. A. Vazquez, F. Ortega-Jimenez, A. Fuentes-Benites,<br />
M. I. Flores-Conde, H. Jimenez-Vazquez, R. Miranda, J. Tamariz, F. Delgado,<br />
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[50] Übersichtsartikel: F. E. Hahn, Mareike C. Jahnke, Angew. Chem. 2008, 120,<br />
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Organomet. Chem. 2007, 692, 5221.<br />
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[59] H. Berke, Angew. Chem. 1976, 88, 684; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1976, 15,<br />
624.<br />
[60] Übersichtsartikel: M. I. Bruce, Chem. Rev. 1991, 197.<br />
[61] Übersichtsartikel: M. I. Bruce, A. G. Swincer, Adv. Organomet. Chem. 1983, 59.<br />
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[70] S. K. Hurst, N. T. Lucas, M. G. Humphrey, T. Isoshima, K. Wostyn, I.<br />
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[71] Übersichtsartikel: K. Venkatesan, O. Blacque, H. Berke, Organometallics 2006,<br />
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[78] H. Fischer, N. Szesni, G. Roth, N. Burzlaff, B. Weibert, J. Organomet. Chem.<br />
2003, 683, 301.<br />
[79] R. F. Winter, S. Hartmann, S. Záliš, K. W. Klinkhammer, Dalton Trans. 2003,<br />
2342.<br />
[80] A. Romero, D. Peron, P. H. Dixneuf, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1990,<br />
1410.<br />
[81] M. I. Bruce, P. Hinterding, P. J. Low, B. W. Skelton, A. H. White, J. Chem. Soc.<br />
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[82] R. F. Winter, Eur. J. Inorg. Chem. 1999, 2121.<br />
[83] M. I. Bruce, P. Hinterding, P. J. Low, B. W. Skelton, A. H. White, Chem.<br />
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[84] S. Hartmann, R. F. Winter, B. Sarkar, F. Lissner, Dalton Trans. 2004, 3273<br />
[85] P. Haquette, D. Touchard, L. Toupet, P. Dixneuf, J. Organomet. Chem. 1998,<br />
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[86] Übersichtsartikel: R. F. Winter, S. Zalis, Coord. Chem. Rev. 2004, 1565.<br />
[87] D. Peron, A. Romero, P. H. Dixneuf, Organometallics 1995, 14, 3319.<br />
[88] M. Dede, Dissertation, <strong>Universität</strong> <strong>Konstanz</strong> 2004.<br />
[89] Übersichtsartikel: M. I. Bruce, Coord. Chem. Rev. 2004, 1603.<br />
[90] Übersichtsartikel: H. Fischer, N. Szesni, Coord. Chem. Rev. 2004, 1659.<br />
[91] Übersichtsartikel: D. Touchard, P. H. Dixneuf, Coord. Chem. Rev. 1998, 409.<br />
[92] A. Marrone, N. Re, Organometallics 2002, 21, 3562.<br />
[93] A. Marrone, C. Coletti, N. Re, Organometallics 2004, 23, 4952.<br />
[94] M. Drexler, T. Haas, S.-M. Yu, H. S. g. Beckmann, B. Weibert, H. Fischer, J.<br />
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[95] M. Drexler, Diplomarbeit, <strong>Universität</strong> <strong>Konstanz</strong> 2004.<br />
[96] T. Haas, Diplomarbeit, <strong>Universität</strong> <strong>Konstanz</strong> 2004.
264 11 Literatur<br />
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268 11 Literatur
12 Dank 269<br />
12. Dank<br />
Mein Dank gilt allen, die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben:<br />
Meinem Laborkollegen Bernhard Reichmann für die gute Laboratmosphäre und die<br />
„Fang das Licht“-Duette.<br />
Frau Friemel und Herrn Hauntz für die Hilfe bei der Aufnahme der NMR-Spektren.<br />
Herrn Weibert für die Aufnahme der UV/Vis-Spektren und die Hilfe bei der<br />
Durchführung der Röntgenstrukturanalysen.<br />
Frau Galetskaya und Frau Hafner sowie den Herren Haffke und Ulmer für die<br />
elementaranalytischen Bestimmungen.<br />
Matthias Drexler für die Durchführung der Rechnungen, die technische Hilfe und das<br />
Korrekturlesen.<br />
Gernot Haug für die Synthese diverser Vorstufen.<br />
Tobias Amann für die gute Zusammenarbeit bei der Organisation der Praktika.<br />
Der gesamten AG Fischer für die kollegiale Atmosphäre, die tolle Stimmung bei<br />
Aktivitäten außerhalb der Uni und den Zusammenhalt über die Promotion einzelner<br />
hinaus.<br />
Dem JCF <strong>Konstanz</strong> für die tolle Zusammenarbeit bei der Organisation verschiedenster<br />
Veranstaltungen.<br />
Meinen Freunden René Stuba und Mark Gruming, die mir trotz geographischer Distanz<br />
immer das Gefühl gaben, nicht weit entfernt zu sein.<br />
Meiner Freundin Sylvia Hagmayer und meiner Familie für die Unterstützung und das<br />
Verständnis.