Jahresbericht 2007 - Leibniz-Institut für Katalyse

Materialdesign Materialdesign
Materialdesign Der Forschungsbereich
im Überblick
Der Forschungsbereich beschäftigt sich mit anorganischer und
elementorganischer Nichtmetall-Molekülchemie aus den Bereichen
der CN-, EN- (E = P, As, Sb, Bi) und SN-Synthese-Chemie. Die
Arbeitsgruppe Schulz ist sowohl an der Universität Rostock als auch
am Leibniz-Institut für Katalyse angesiedelt. Der Forschungsbereich
am Leibniz-Institut gliedert sich in zwei Themenbereiche: Innovative
Ligand- und Materialsynthesen und Funktionsmaterialien (CN, PN,
SN und Katalysatoren auf MOF-Basis), wobei die Verknüpfung von
Hauptgruppenelementverbindungen-Nebengruppenelementverbindungen-Katalyse
im Vordergrund steht.
Innovative Ligand- und Materialsynthesen:
Dieses Arbeitsgebiet umfasst die Suche nach neuen
Synthesestrategien (s.u.) und die Synthese neuer CN-, PC- und
PN-Molekülverbindungen und deren Einsatz als Liganden in der
Übergangsmetallkatalyse (Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Uwe
Rosenthal). Ein interessantes Beispiel aus der aktuellen Forschung
stellt die von unser Forschungsgruppe entwickelte GaCl -katalysierte
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[3+2]-Cycloaddition von „versteckten“ 1,3-PN-Dipolmolekülen und
PN-Dipolarophilen dar, die zur erstmaligen Synthese (Ausbeuten
>95%) von Triazadiphospholen und Tetrazaphospholen führte
(Ausbeuten >95%). Azaphosphole stellen formal resonanzstabilisierte
6π-Elektronen Hückel-Aromaten dar. Die experimentellen
und theoretischen Untersuchungen zur GaCl -katalysierten
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[3+2]-Cycloaddition führte zu einem [3+2]-Synthesebaukasten,
der derzeit weiter vervollständigt wird (s.u.). Dieses Vorhaben wird
von der DFG unterstützt (SCHU 1170/4-1). Binäre Azaphosphole
stellen elegante Precursoren für die in situ Generierung von
PNP-bzw. NPN-Liganden dar. Darüber hinaus können sie als
Ausgangssubstanzen für den Zugang zu binären PN- bzw. ternären
PNGa-Oligo- bzw. Polymeren eingesetzt werden. Theoretische Studien
zum Mechanismus der GaCl -katalysierte [3+2]-Cycloaddition
3
zeigen, dass GaCl dramatisch die Energiebarrieren für den vorweg
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geschalteten Eliminierungsschritt herabsetzen.
Leiter des Bereiches
Materialdesign:
Prof. Dr. Axel Schulz
Tel.: (0381) 498 - 6400
Fax: (0381) 498 - 6382
axel.schulz@
uni-rostock.de
86 87