Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Metallorganische Chemie/ Koordinationschemie

Betreuer: Prof. Dr. Wolfram W. Seidel



M. Sc. Mareike Hüttenschmidt
(e-mail: mareike.huettenschmidt@uni-rostock.de )

Koordinationschemische Gerüstverbindungen für lichtinduzierte Elektronentransferprozesse

In der vorliegenden Arbeit wurden neuartige Ligandensysteme hinsichtlich ihrer Eignung als Bestandteile von Komplexverbindungen untersucht, die lichtinduzierte Elektronentransferreaktionen eingehen. Im ersten Teil der Arbeit wurden side-on koordinierte Wolfram-Alkinkomplexe des Typs [Tp*W(CO)Br((C5H4N)CCE)] (E = CH3, CH2-PPh2, PPh2) synthetisiert. Neben der Koordination im μ-η2-C,Cˈ-κ2-N,P-Koordinationsmodus war es erstmals möglich, mehrere Methylen-verbrückte heterobimetallische Komplexe im μ-η2-C,Cˈ-κ2-C,N-Modus mit Iridium-, Ruthenium- und Palladiumzentren herzustellen. Mithilfe von CV-, SEC-, UV/Vis-, Fluoreszenz-, NMR-, MS-, TA-IR- und TA-UV/Vis-Messungen sowie Röntgenstrukturanalysen wurden die erhaltenen Komplexverbindungen umfassend untersucht. Es konnten Rückschlüsse auf das Koordinationsverhalten und die Eigenschaften der photochemisch angeregten sowie chemisch oxidierten Zustände gezogen werden. So wurde gezeigt, dass sich diese Art von Wolfram-basierten Alkinkomplexen als redox-aktive Elektronendonoren in heterobimetallischen Verbindungen eignen. Im zweiten Teil der Arbeit wurden NAD/NADH-Modell-Liganden auf der Basis von 1,10-Phenanthrolin synthetisiert und hinsichtlich ihrer Eignung als Elektronen- und Protonenakzeptoren untersucht. Als Bestandteile von Iridium- und Ruthenium-Komplexverbindungen wurde ihre elektrochemischen und photophysikalischen Eigenschaften diskutiert. So war es möglich, die neuen Diimin-Liganden elektro-chemisch zu reduzieren und reversibel in-situ zu protonieren. Somit wurde ihre Fähigkeit bestätigt Redoxäquivalente zu akkumulieren. Diese Ergebnisse legen somit einen Grundstein für die weitere Untersuchung von α-C-substituierten Wolfram-Alkinkomplexen und den Aufbau von polynuklearen Komplexen für Protonen-gekoppelte Elektronentransferreaktionen.

In the present work, novel ligand systems were investigated with respect to their suitability as components in coordination compounds undergoing light-induced electron transfer reactions. First, side-on coordinated tungsten-alkyne complexes of the type [Tp*W(CO)Br((C5H4N)CCE)] (E = CH3, CH2-PPh2, PPh2) were synthesized. Besides coordination in the μ-η2-C,Cˈ-κ2-N,P-coordination mode, the synthesis of several methylene-bridged heterobimetallic complexes in the μ-η2-C,Cˈ-κ2-C,N-mode with iridium-, ruthenium- and palladium-centres was successful. The obtained complexes were extensively characterised by CV, SEC, UV/Vis, fluorescence, NMR, MS, TA-IR and TA-UV/vis measurements as well as XRD analysis. Conclusions could be drawn on the coordination behaviour and properties of the photochemically excited as well as chemically oxidized states. Thus, it was shown that this type of tungsten-based alkyne complexes is suitable to act as redox-active electron donors in heterobimetallic complexes. In the second part of this work, NAD/NADH model ligands based on 1,10-phenanthroline were synthesized and investigated in terms of their suitability as electron and proton acceptors. Their electrochemical and photophysical properties within iridium and ruthenium coordination compounds were discussed. Thus, it was possible to electrochemically reduce and reversibly protonate the new diimine ligands in situ. Their ability to accumulate redox equivalents was confirmed. These results lay the foundation for further investigation of α-C substituted tungsten-alkyne complexes and the design of polynuclear complexes for proton-coupled electron transfer reactions.