Jahresbericht 2018-2019

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 Wasserstoff- produktion 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 (in Kooperation mit der Universitätsfrauenklinik, FSU Jena).  Reaktive Chalcogenverbindungen (Schwefel-, Selen- und Tellurverbindungen) und deren komplex- chemisches Verhalten gegenüber Übergangsmetallen werden untersucht.  Präbiotische Chemie: Aktivierung von Kohlendioxid und Cyanid an Mackinawit. Dabei wurden 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, FSU Jena). 42 — FORSCHUNG Das Enzym [FeFe]-Hydrogenase katalysiert in der Natur das H 2 /2H + -Gleichgewicht und hat Forscher- gruppen aufgrund seiner Aktivität und Stabilität zur Erforschung vieler struktureller und funktionel- ler Modellsysteme des aktiven Zentrums angeregt. Vor dem Hintergrund der sich verschärfenden Klimaerwärmung besteht ein besonderes Interes- se in der Entwicklung photokatalytischer Systeme, die mithilfe von Sonnenlicht Wasserstoff produzie- ren können. Dahingehend werden vielversprechen- de siliziumhaltige Photosensibilisatoren (PS), Cel- lulose-, Phenanthrolin-Phenazin- sowie Perylen- basierte PS weiter modifiziert, die kovalent mit dem katalytisch aktiven Zentrum verbunden sind. In einem anderen Ansatz wird Cadmiumselenid als PS mit hoher Quantenausbeute verwendet und eine Verknüpfung mit dem aktiven Zentrum über Adsorption erreicht. Diese Arbeiten werden im Rahmen des CRC/Transregio 234 (Ulm-Jena) „Light-driven Molecular Catalysts in Hierarchically Structured Materials“ (Projekt A2) durchgeführt. Inspiriert von interessanten Modellsystemen aus- gehend von Thioketonen sind auch sogenannte Thiochalcone Gegenstand aktueller Forschung. Diese zeigen eine kuriose Reaktivität und führen Biometallorganische Chemie unter anderem zu elektrokatalytisch aktiven [FeFe]-Hydrogenase-Modellverbindungen. [1] Goy, R., et al. (2017): Photocatalytic Hydrogen Evolution Driven by [FeFe] Hydrogenase Models Tethered to Fluorene and Silafluorene Sensitizers. Chemistry – Eur. J., DOI: 10.1002/chem.201603140. [2] Abul-Futouh, H., et al. (2018): Toward a Tunable Synthetic [FeFe]- Hydrogenase H-Cluster Mimic Mediated by Perylene Monoimide Model Complexes: Insight into Molecular Structures and Electrochemical Characteristics. Organometallics, DOI: 10.1021/acs.organomet.8b00450. [3] Trautwein, R., et al. (2019): Sulphur-sulphur, sulphur-selenium, selenium-selenium and selenium-carbon bond activation using Fe 3 (CO) 12 : an unexpected formation of an Fe 2 (CO) 6 complex containing a μ 2 , κ 3 -C,O,Se-ligand, New J. Chem., DOI: 10.1039/C9NJ02642H. Abb. 1. Reduktion von Protonen zu Wasserstoff an einem photokatalytisch aktiven [FeFe]-Hydrogenase Modellkomplex (allgemeines Prinzip).