Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Anorganische Chemie

Betreuer: Prof. Dr. Martin Köckerling



Dipl.-Chem. Anke Flemming
(e-mail: anke.flemming@gmx.net )

Synthesen, Strukturen und Eigenschaften neuer Niobclusterverbindungen

Die Halogenidoliganden der festkörperchemisch gewonnenen Niobclusterverbindungen A4[Nb6Cl18] (A = K, Na, Rb) lassen sich in Lösung auf vielfältige Weise substituieren. In Hinblick auf die Verbesserung der Löslichkeit von Niobclusterverbindungen in organischen Lösungsmitteln wurden Ligandensubstitutionsreaktionen unter Verwendung von Lewis-Säuren in organischen Nitrilen durchgeführt. Es wurde gezeigt, dass die resultierenden Verbindungen, die [Nb6Cl12(RCN)6]2+/3+-Ionen enthalten, erfolgreich für Folgereaktionen eingesetzt werden können. Darüber hinaus wurden aus Lösungen der Cluster-Precursor A4[Nb6Cl18] in Methanol Clusterverbindungen mit anionischen [Nb6Cl12L6a]4--Einheiten (La = NCS, NCO, F) isoliert. Die strukturellen Besonderheiten dieser Verbindungen in Bezug auf die Verknüpfung der Clustereinheiten wurden untersucht. Durch einen vollständigen Ligandenaustausch gelang die Synthese einer neuen Verbindungsklasse, der Niob-Alkoholat-Cluster, in denen alle Halogenidoliganden des Precursors entweder durch Methanolato- oder Ethanolatoliganden substituiert sind. Hier konnten ebenfalls verschiedene Folgereaktionen durchgeführt werden, die teilweise zu Clusterverbindungen mit vernetzten Strukturen führten. Insgesamt wurden im Rahmen dieser Arbeit 30 neue Niobclusterverbindungen synthetisiert. Diese wurden mit Hilfe der Einkristallröntgenstrukturanalyse charakterisiert und mittels IR-, Raman- und UV/Vis-spektroskopischen Methoden untersucht.

Halogenido ligands of niobium cluster compounds A4[Nb6Cl18] (A = K, Na, Rb), which are gained via a solid state chemistry reaction, can be variously substituted in solution. Ligand substitution reactions have been carried out using Lewis-acids in organic nitriles in order to improve the solubility of niobium cluster compounds in organic solvents. It could be proven, that resulting products, which contain [Nb6Cl12(RCN)6]2+/3+ ions can be successfully applied in consecutive reactions. Furthermore, cluster compounds featuring anionic [Nb6Cl12L6a]4- units (La = NCS, NCO, F) have been isolated from solutions of the cluster precursor A4[Nb6Cl18] in methanol. The structural characteristics of those compounds with regard to the linkage of the cluster units have been investigated. The synthesis of a new class of compounds, the niobium-alcoholate-clusters, in which all the precursor halogenido ligands are substituted either by methanolato or ethanolato ligands was achieved by complete ligand exchange. Here, diverse consecutive reactions could be accomplished, which led partially to cluster compounds with linked structures. Within this work a total of 30 new niobium cluster compounds have been synthesised. They have been characterised by means of single-crystal X-ray structure analysis and further investigated by IR-, Raman- and UV/Vis-spectroscopic methods.