Jahresbericht 2018-2019

Professur für Anorganische Chemie Prof. Dr. Christian Robl Forschungsschwerpunkte  Polyoxometallate  Koordinationspolymere  Mesoporöse Festkörper  Präbiotische Chemie  Röntgen- und Neutronenbeugung  Thermische Analyse  Kristallzüchtung  Solvothermalsynthese 38 — 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 (Abb. 1, 2) [1, 2]. Besonderes Augenmerk verdienen Koordinati- onspolymere mit offenen Gerüststrukturen, die diesen Verbindungen molekularsiebähnlichen oder zeolithartigen 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 [3] . Es ist strukturell durch Kanäle gekennzeich- net, in denen als Gastkomponenten Wassermole- Koordinationspolymere küle untergebracht sind, die über Wasserstoff- brückenbindungen zu zentrosymmetrischen Rin- gen 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 wässriger 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 [4]. Bereits geringere Veränderungen der Synthe- sebedingungen können wesentliche Auswirkun- gen auf die strukturellen Charakteristika der ent- stehenden Koordinationspolymere haben, wie am Beispiel von zwei Cu(II)-Phosphonoacetaten zu erkennen ist [5]. Eine mögliche praktische Anwendung setzt ausreichende Stabilität der Koordinationspolymere