Fakultätsbericht 2016-2017

Professur für Anorganische Chemie Prof. Dr. Wolfgang Weigand Forschungsschwerpunkte  Biometallorganische Chemie: Im Rahmen dieses Forschungsschwerpunktes werden [FeFe]- Hydrogenasemodelle synthetisiert und als Elektro- oder Photokatalysatoren zur Wasserstoffproduk- tion verwendet. Dabei sind Dithiolato-, Diselenato- und Ditellurato-Donaratome an die Eisenatome koordiniert. Die photoaktiven Liganden basieren auf Dibenzosilolen  Antitumoraktive Metallkomplexe: Es werden neuartige Platin- und Rutheniumkomplexe hergestellt, die zweizähnige O,S -Liganden enthalten und vor allem bei Cisplatin-resistenten Tumorzellen getes- tet werden.  Reaktive Chalcogenverbindungen (Schwefel-, Selen- und Tellurverbindungen) und deren komplex- chemisches Verhalten gegenüber Übergangsmetallen werden untersucht. Dabei wurden auch Eisen-Schwefel Minerale als mögliche Vorläufer von Enzymen in einer primordialen „Iron-Sulfur- World“ getestet.  Synthese von neuartigen Gallium- und Lanthanidenkomplexen mit mehrzähnigen Liganden, die in der Positron Emissions Tomographie (PET) Anwendung finden sollen (in Kooperation mit der Klinik für Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Jena) 34 — FORSCHUNG Das Enzym [FeFe]-Hydrogenase katalysiert in der Natur das H 2 /2H + -Gleichgewicht und hat Wissen- schaftler aufgrund seiner Aktivität und Stabilität zur Erforschung vieler struktureller und funktio- neller Modellsysteme des aktiven Zentrums an- geregt. Die vor kurzem von uns beschriebenen siliziumhaltigen [FeFe]-Hydrogenasemodelle stel- len einen wichtigen Schritt hin zu effizienten, bio- inspirierten Photokatalysatoren dar. Diese [FeFe]- Hydrogenasemimetika besitzen interessante und vielversprechende katalytische Eigenschaften sowie hervorragende Stabilität während der Pho- tokatalyse-Experimente. Die Katalyse kann sowohl in organischen Lösungsmitteln als auch bemer- kenswerter Weise in rein wässrigen Lösungen stattfinden, indem die hydrophoben [FeFe(Si)]- Biometallorganische Chemie Hydrogenasemodelle hydrophile Polymere ange- bunden werden. Da die [FeFe(Si)]-Hydrogenase- mimetika klein, kompakt und gut zugänglich sind sowie einen direkt gebunden Photosensibilisator aufweisen, besitzen sie außerordentlich hohe ka- talytische Aktivität und Effizienz sowohl in orga- nischen als auch in wässrigen Lösungsmitteln. Anstelle von Silizium wurden auch die schwereren Homologen Germanium und Zinn in die Dithiolato- Spacer eingeführt. Die elektrokatalytische Aktivi- tät der Komplexe kann durch Substitution der Schwefeldonoratome durch Selen erhöht werden. [1] Abul-Futouh, H., Almazahreh, L. R., Sakamoto, T., Stessman, N. Y. T., Lichtenberger, D. L., Glass, R.S., Görls, H., El-Khateeb, M., Scholl- hammer, P., Mloston, G., Weigand, W. (2017): [FeFe]-Hydrogenase H- Cluster Mimics with Unique Planar -(SCH 2 ) 2 ER 2 Linkers (E = Ge and Sn). Chemistry-Eur. J., DOI : 10.1002/chem.201603843. [2] Goy, R., Bertini, L., Rudolph, T., Lin, S., Schulz, M., Zampella, G., Dietzek, B., Schacher, F.H., De Gioia, L., Sakai, K., Weigand, W. (2017): Photocatalytic Hydrogen Evolution Driven by [FeFe] Hydrogenase Models Tethered to Fluorene and Silafluorene Sensitizers. Chemistry- Eur. J., DOI : 10.1002/chem.201603140. [3] Abul-Futouh, H., El-khateeb, M., Görls, H., Asali, K.J., Weigand, W. (2017): Selenium makes the difference: protonation of [FeFe]- hydrogenase mimics with diselenolato ligands. Dalton Trans., DOI: 10.1039/c7dt00057j. Abb. 1. Der Diselenatokomplex (E = C, Sn) lässt sich im Gegensatz zum Dithiolatokomplex mit HBF 4  Et 2 O protonieren. Mit E = Sn gelingt dies bereits mit der schwächeren Säure CF 3 COOH. Aus [3].