Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Anorganische Chemie

Betreuer: Prof. Dr. Axel Schulz



Dipl.-Chem. Markus Karsch
(e-mail: markus.karsch@uni-rostock.de )

Neue CN-funktionalisierte Borat-Anionen – Anwendungen in ionischen Flüssigkeiten und Koordinationspolymeren

In der vorliegenden Dissertation werden die Ergebnisse aus der Untersuchung der Chemie CN-funktionalisierter Borat-Anionen präsentiert. Eine Reihe an diversen Borat-Anionen mit terminalen CN-Gruppen wurde zum einen auf klassischem Wege, ausgehend von NaBH4 und unterschiedlichen aliphatischen oder aromatischen Hydroxynitrilen, synthetisiert. Zum anderen wurde eine Syntheseroute zur Darstellung von Polynitril-Anionen erfolgreich angewendet, wodurch cyanhydrin-analoge Liganden zugänglich sind. Die Synthese der ersten porösen Koordinationspolymere, basierend auf CN-funktionalisierten Borat-Anionen, wurde anhand von Kristallstrukturanalysen und Stickstoffsorptionsmessungen nachgewiesen. Durch Austausch des Natrium-Kations mit schwach koordinierenden Kationen wurde eine Reihe neuer CN-funktionalisierter ionischer Flüssigkeiten synthetisiert. Sämtliche erhaltenen Verbindungen wurden durch gängige Analysemethoden vollständig charakterisiert, wodurch die Abhängigkeit der thermischen und spektroskopischen Eigenschaften bezüglich des verwendeten Ligandensystems (Struktur-Eigenschaft-Beziehung) aufgezeigt werden konnte. Zudem wurde durch VBT-Berechnungen der Einfluss der verwendeten Liganden auf Gitterenergie, Gitterenthalpie und Standardentropie theoretisch diskutiert.

This thesis presents experimental and theoretical results from the investigation of the chemistry of CN-functionalized borate-anions. Starting from NaBH4 and aliphatic or aromatic hydroxynitriles a wide range of diverse borate-anions with multiple terminal nitrile groups was synthesized. Additionally, a new synthetic route was applied generating borate anions with cyanohydrin analogue ligands. The first permanent porous coordination polymers based on CN-functionalized borate-anions were observed by X-ray diffractometry and sorption experiments. By salt-metathesis reaction with weakly coordinating cations a wide range of new CN-functionalized ionic liquids was synthesized. All new compounds were completely characterized by common analytics. A dependence of the thermal and spectroscopic characteristics according to the utilized ligand system was observed. By VBT-calculations the influence of the ligand system on the lattice potential energy, lattice enthalpy and the standard entropy was discussed.