Fakultätsbericht 2016-2017

Professur für Anorganische Chemie Prof. Dr. Christian Robl Forschungsschwerpunkte  Polyoxometallate  Koordinationspolymere  Mesoporöse Festkörper  Präbiotische Chemie  Röntgen- und Neutronenbeugung  Thermische Analyse  Kristallzüchtung  Solvothermalsynthese 36 — FORSCHUNG Koordinationspolymere (= polymere Koordinati- onsverbindungen) werden von uns seit etwa drei Jahrzehnten bearbeitet. Während in der Anfangs- zeit diese Thematik nur von wenigen anderen ebenfalls aufgegriffen wurde, hat sich dies in den letzten eineinhalb Jahrzehnten dramatisch ge- wandelt. Koordinationspolymere zeichnen sich durch ein-, zwei- oder dreidimensionale Strukturcharak- teristik aus. Es bilden sich Ketten-, Schicht- oder Gerüststrukturen, womit eine Parallele zur Struk- turchemie der Silicate sichtbar wird. Besonderes Augenmerk verdienen Koordinationspolymere mit offenen Gerüststrukturen, die diesen Verbin- dungen molekularsiebähnlichen oder zeolitharti- gen Charakter verleihen. In letzter Zeit wird dafür oft der schlagwortähnliche Begriff „metal organic framework“ („MOF“) gebraucht. Derartige Verbindungen können nützlich sein beim Studium von Wirt-Gast-Wechselwirkungen, bei der größen- und formselektiven Stofftren- nung, zum Ionenaustausch und zur molekularen Erkennung. Eines der ersten Koordinationspolymere mit ka- nalartigen Hohlräumen ist Na 2 Zn[C 6 H 2 (COO) 4 ]  9 H 2 O (Abb. 1, [1]). Es ist strukturell durch Kanäle ge- kennzeichnet, in denen als Gastkomponenten Koordinationspolymere Wassermoleküle untergebracht sind, die über Wasserstoffbrückenbindungen zu zentrosym- metrischen Ringen verbunden sind. Als Bausteine zur Bildung von Koordinations- polymeren eignen sich sehr gut Komplexbildner, die über mehrere Koordinationsstellen verfügen, welche an ein starres Gerüst gebunden sind. Bei der Herstellung lassen sich ähnlich wie bei der klassischen Zeolithsynthese Templatverbindun- gen als strukturdirigierende Teilchen einsetzen. Die Herstellung kann in wässeriger Lösung, auch unter hydrothermalen Bedingungen oder in Gelen erfolgen. Sehr wichtig ist es, strukturlenkende Einflüs- se zu verstehen, um schließlich eine gezielte, rationale Synthese von Feststoffen mit vorbe- stimmten, strukturellen Eigenschaften zu ermög- lichen. Hierzu sind nach wie vor umfangreiche, systematische Untersuchungen nötig [2]. Eine mögliche praktische Anwendung setzt ausreichende Stabilität der Koordinationspoly- mere unter den zu erwartenden Einsatzbedin- gungen voraus. Gerade die thermische Stabilität wird oft durch koordinierende Solvensmoleküle in der Koordinationssphäre der Metallkationen beeinträchtigt. Hier ist die Anwendung schwach koordinierender Lösungsmittel und der Einsatz