Schwerpunktprogramm (SPP) 1708: Materialsynthese nahe Raumtemperatur; Priority program (SPP) 1708: Material Synthesis near Room Temperature, Neue frühe Übergangsmetallatom-Clustermaterialien: In und mit Ionischen Flüssigkeiten

Description: Mehrkernige Koordinationsverbindungen mit hexanuklearen oktaedrischen Übergangsmetallatom-Einheiten erregen schon länger immenses Interesse. Durch die erst kürzlich angewachsenen Aktivitäten auf dem Gebiet der ionischen Flüssigkeiten (ILs) scheint auch das Gebiet der Koordinationsverbindungen wieder einen zusätzlichen Anstoß erhalten zu haben, da jüngste Experimente zeigen, dass eine Vielfalt neuartiger Verbindungen durch die Verwendung von ILs in den entsprechenden Reaktionen zugänglich ist. In der ersten Förderperiode waren wir in der Synthese und Charakterisierung einer Reihe neuer beispielloser sechskerniger Niob-Clusterverbindungen erfolgreich, deren Synthese nur mit Hilfe ionischer Flüssigkeiten gelang. Dazu gehört die erste Nb6-Clusterverbindung mit intra-Chelat-Liganden. Die Synthese ist gleichzeitig die erste, bei der ein 6-8- in einen 6-12-Cluster umgewandelt wird. Eine weitere, bisher beispiellose Verbindung ist (BMIm)2(Nb6Cl12(NCS)6(Ag2(Ì2-Cl))), in der ein ungewöhnliches (Ag2Cl)+ Kation NCS-Ag-Cl-Ag-SCN-Chelat-Liganden bildet, die die Clustereinheiten weiter dreidimensional verknüpfen. Für die Synthese dieser Verbindung wurde eine Diffusionstechnik entwickelt, die eine viskose ionische Flüssigkeit benötigt. Die oben genannte Verbindung wie auch weitere waren bisher ausschließlich über diese Diffusionstechnik zugänglich. Mit dieser Technik konnte eine größere Anzahl neuer Cluster-Netzwerk-Verbindungen hergestellt werden, in denen Clustereinheiten mit iso-Thiocyanato-Liganden über die thiophilen späten Übergangsmetallkationen Ag(I), Cu(I) oder Hg(I) oder kationische Komplexeinheiten derselben Metalle verknüpft sind. In dem Forschungsfeld der Nb6-Cluster mit Perfluorliganden, ausgerichtet auf 'Cluster-Ionische-Flüssigkeiten', konnten drei neue Verbindungen mit Trifluoracetat-Liganden synthetisiert und charakterisiert werden. Gegenstand dieses Projektes ist die Weiterentwicklung dieser drei Forschungsfelder: WP1: Netzwerkstrukturen, WP2: Chelatliganden, WP3: Perfluorliganden. Die Chemie neuer Cluster-Netzwerkstrukturen soll um EMIm-haltige Verbindungen erweitert werden. Weiterhin sollen Cluster-Netzwerk-Strukturen mit Hohlräumen, sog. Cluster-MOFs, synthetisiert werden. Auch soll die Chemie auf weitere ÜM-Kationen ausgedehnt werden. In WP2 wird eine umfassende Charakterisierung insbesondere hinsichtlich thermischer Stabilität und Optimierung der Synthese von (Nb6(OC2H4H2N)12)(I)3 anvisiert. Weiterhin sollen Syntheseversuche mit o-Aminophenolatoliganden durchgeführt werden. Neue Nb6 Clusterverbindungen mit niedrigen Schmelzpunkten sollen durch Verwendung von Hexamethylguanidinium-Kationen erhalten werden, wodurch Wasserstoffbrückenbindungen vermieden werden. Weiterhin sind Syntheseversuche mit Perfluoralkoholato-Liganden geplant. In einem letzten Arbeitspaket, WP4, soll untersucht werden, ob Nb6-Clusterverbindungen durch präparative Elektrochemie zugänglich sind.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Niob ? Elektrochemie ? Chemie ? Viskose ? Metall ? Ionische Flüssigkeit ? Neuartige Materialien ? Chelat ? Eigenschaften von Funktionsmaterialien ? Festkörperchemie ? Herstellung von Funktionsmaterialien ? Kationen ? Materialsynthese ? Oberflächenchemie ? Raumtemperatur ? Schmelzpunkt ? Synthese ?

Region: Mecklenburg-Vorpommern

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Rostock, Institut für Chemie, Abteilung Anorganische Chemie - Festkörperchemie (Betreiber*in)

Time ranges: 2014-01-01 - 2021-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: New Early Transition Metal Atom Cluster Materials: In and with Ionic Liquids
  Description: Polynuclear transition metal coordination compounds with direct metal-metal bonds, especially hexanuclear, octahedral units of early transition metal atoms (M6-clusters) have attracted scientific and industrial interest for decades already. With the recently started eruption of activities with ionic liquids (ILs) this field seems to be jump-started again, because preliminary experiments indicate, that a multitude of novel compounds is available through the use of ILs in respective chemical reactions. Within the first funding period we succeeded in the synthesis and characterization of a number of new unprecedented hexanuclear niobium cluster compounds using ionic liquids for the preparations. These comprise the first characterized octahedral M6 cluster compounds with intra-chelate ligands. Also, the preparative reaction is the first example of a 6-8 to 6-12 cluster type transformation. Another unprecedented new compound is (BMIm)2(Nb6Cl12(NCS)6(Ag2Cl)). This contains uncommon (Ag2Cl)+ cations, which form inorganic chelate ligands NCS-Ag-Cl-Ag-SCN, which also connect neighbouring cluster units three-dimensionally. For the synthesis of this compound a diffusion technique was developed, which requires viscous ionic liquids. Using different polar organic solvents is not successful. Using this ionic liquid diffusion technique, a larger number of cluster network compounds was synthesized, which consist of iso-thiocyanato ligated cluster units, which are interconnected through the thiophilic late transition metal cations Ag(I), Cu(I), or Hg(I) or cationic complexes of the same metals. In the research direction of Nb6 cluster compounds with perfluorinated ligands, aiming for weakly coordinating 'cluster ionic liquids', three compounds with trifluoroacetato ligands on the octahedral exo sites were synthesized and characterized. The research in these three fields, WP1: network structures; WP2: chelate ligands; WP3: perfluorinated ligands, is proposed to be continued. The chemistry of the new cluster network structures shall be extended onto EMIm containing ionic liquids, as well as towards attempts to prepare void containing cluster-MOFs. A third extension is directed onto different interconnecting metal ions, i.e. Au(I), Ni(II), Co(II), and Zn(II). Within WP2 a thorough characterization of the cluster compound with intra-cluster 2-aminoethanolato ligands is planned to be done, especially with respect to thermal stability in air. Furthermore, preparative attempts in ionic liquids using o-aminophenolate as ligand are intended. New Nb6 cluster compounds with low melting points and perfluorinated carboxylato ligands are intended to be obtained using hexamethylguanidinium cations instead of tetramethylguanidinium, thereby avoiding hydrogen bonding. Also, further reactions using perfluorinated alcoholato ligands shall be done. In the last working package, WP4, niobium cluster units shall be obtained through electrochemical synthesis in ionic liquids. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1088193

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/253375057 (Webseite)

Status

Aktiv

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