Jahresbericht 2018-2019

Lehrstuhl für Anorganische Chemie I Prof. Dr. Matthias Westerhausen Forschungsschwerpunkte  Aktivierung der schweren Alkali- und Erdalkalimetalle und Herstellung sowie Handhabung von sehr reaktiven Metallpulvern (insbesondere Calcium-Pulver)  Entwicklung und Etablierung von Syntheseprotokollen zur Präparation von s-Block-Metallorganika/-basen im Multigramm-Maßstab  Elektrolytdesign auf Calcium-Basis für Anwendungen in Energiespeichertechnologien (Calcium-Luft-Batterien)  Präparation von schweren GRIGNARD-Reagenzien für stöchiometrische und katalytische Reaktionen (Organocalcium-Reagenzien— post- GRIGNARD-Reagenzien)  Erdalkalimetall-vermittelte katalytische Hydroaminierung und Hydrophosphanylierung von Alkinen, Kumulenen und Heterokumulenen  Kohlenstoffmonoxid-freisetzende Metallkomplexe (CO Releasing Molecules, CORMs) für biologi- sche, biochemische und medizinische Anwendungen  Totalsynthese von Abbauprodukten des Häms und Hämoglobins sowie Untersuchungen zu deren physiologischer Aktivität In der organischen Chemie der schweren s-Block- metalle existieren noch unzählige Herausforderun- gen: Angefangen vom Verständnis der Bindungs- verhältnisse, die mit den klassischen Modellen der Koordinationschemie nicht hinreichend erklärbar sind, bis hin zu einfachen und skalierbaren Synthe- semethoden. In der bislang wenig etablierten Or- ganocalcium-Chemie lässt sich beispielsweise die Reaktivität nur erhöhen, wenn man von Arylresten zu kleineren Carbanionen wechselt. Calcium-bis (amide) sind sehr gut löslich, sogar in Kohlenwas- serstoffen. Ein gut skalierbarer synthetischer Zu- gang fehlte bislang. Unser Portfolio sowie die Kenntnisse der Aryl– und Alkylcalciumchemie er- Synthese und Reaktivität von s-Blockmetallorganika möglichte die Etablierung einer gut kontrollier- und skalierbaren Eintopf-Reaktion zur Synthese von Erdalkalimetallbasen eines breiten Sub- stratspektrums. Dieses Syntheseprotokoll wurde von uns als i GMM ( in situ- G RIGNARD -Metallierungs- Methode) in die Literatur eingeführt. Die Darstel- lung von Calciumbasen ist nicht nur für stöchio- metrische, sondern auch katalytische Umsetzun- gen Voraussetzung: Die Calcium-vermittelte Hyd- roaminierung und Hydrophosphanylierung steckt noch in den Kinderschuhen. Bisher fehlen Konzep- te zur Umsetzung wenig aktivierter Alkene oder Alkine mit Aminen und Phosphanen. Da Organo- calcium-Derivate vorwiegend ionische Ca-C/N/P- Bindungen aufweisen, bereitet die Stereokontrolle dieser katalytischen Reaktionen Schwierigkeiten. Hier muss auf eine ausgefeilte Ligandensphäre ge- setzt werden, um stereokontrolliert Calcium- vermittelte Hydroaminierungen und Hydrophos- phanylierungen durchführen zu können. Neuartige Ligandensysteme werden entwickelt, um gezielt Koordinationstaschen für Metallkationen anzubieten. Abb. 1. Darstellung von Erdalkalimetall-bis[bis(trimethylsilyl)amiden] mittels gut kontrollierbarer und skalierbarer iGMM am Beispiel von Calcium mit gelinder Gasentwicklung. 44 — FORSCHUNG