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Dieses Arbeitsfeld war im Berichtszeitraum durch drei The-
menschwerpunkte geprägt: a) Systeme mit tritopen Ligan-
den und Spin-Frustration. b) Einzelmolekülmagnete auf der
Basis von Übergangsmetall- und Lanthanoid-Komplexen.
c) Magnetische Systeme mit optisch aktiven Brückenligan-
den. Begleitend zu unseren experimentellen Untersuchun-
gen führen wir auch quantenchemische Berechnungen auf
unterschiedlichem theoretischem Niveau (DFT bis hin zu
ab
initio
Verfahren). Bei Komplexen mit tritopen Brückenligan-
den geht es um grundlegende Fragen zur magnetischen
Wechselwirkung und potenzielle Anwendungen im Bereich
von Zukunftstechnologien wie der Spintronik und dem
Quantencomputing. Wir konnten eine Reihe spin-
frustrierter Systeme synthetisieren, die als elektrisch adres-
sierbare Quantenbits geeignet sind, dabei haben wir das
Verhalten dieser Systeme auf Oberflächen und deren Spin-
dynamik untersucht (Abb. 2). Darüber hinaus wurden Ein-
zelmolekülmagnete auf der Basis von mononuklearen Co-
balt(II)- und Lanthanoid(III)-Komplexen intensiv untersucht.
In Abbildung 3 ist ein Dysprosiumkomplex dargestellt, der
eine ungewöhnlich hohe thermische Barriere bezüglich
seiner Spindynamik besitzt. Ein weiterer Fokus beschäftigte
sich mit optisch bzw. redoxaktiven Brückenliganden und
deren Verwendung in magnetischen Molekülen, insbeson-
dere in Koordinationspolymeren, um schaltbare oligo- bzw.
polymere Systeme zu generieren.
Abb. 2 (oben rechts). Spin-frustierter Kupferkomplex mit
magnetischen Daten und CITS-Messung auf Graphitoberfläche.
Molekulare Magnete
Im Berichtszeitraum standen Fragestellungen zur Funkti-
on und Struktur von Enzymmodellen im Vordergrund. Für
die Katalyse ist letztlich die konkret in Lösung vorliegende
aktive Spezies entscheidend, daher haben wir uns mit der
Zuordnung und Charakterisierung möglicher Isomere von
chiralen Verbindungen in Lösung beschäftigt. Von beson-
derem Interesse waren hierbei Vanadium- und Molyb-
dänkomplexe mit zuckerbasierten Liganden und ihr Ein-
satz hinsichtlich der katalytischen Oxidation von Sulfanen
zu Sulfoxiden. Ein zweiter Aspekt aus diesem Themenbe-
reich beschäftigte sich mit der grundlegenden Frage wie
insbesondere Mikroorganismen Vanadium und Molybdän
FORSCHUNG — 25
Bioanorganische Chemie des Vanadiums und Molybdäns
Abb. 3 (unten rechts). Dysprosiumkomplex als
Einzelmolekülmagnet mit magnetischer Hysterese und
Anisotropieachsen aus
ab initio
Berechnungen mit CASPT2.
aus ihrer Umgebung für sich nutzbar machen. Die Produk-
tion geeigneter Metallophore durch die Organismen soll-
te letztlich durch die Verfügbarkeit entsprechender Nähr-
stoffe im Kulturmedium bestimmt sein. Daher versuchen
wir geeignete Chelatliganden zu synthetisieren, mit deren
Hilfe einerseits die Nachbildung natürlicher Wachstums-
bedingungen ermöglicht wird und andererseits die Ver-
fügbarkeit der essentiellen Metallionen auch gezielt vari-
iert werden kann.