Forschung

Anionische Übergangsmetallverbindungen mit Metallen in niedrigen Oxidationsstufen: Dieses exploratorische Projekt untersucht metallorganische Komplexe, die als Quellen für „M^x-“- und „CpM^x-“-Synthone (M = Übergangsmetall, Cp = Cyclopentadienyl-Ligand) zur Synthese ungewöhnlicher neuer Verbindungen und in der Katalyse eingesetzt werden. Solche Übergangsmetallanionen finden bisher kaum Anwendung, da geeignete Syntheseäquivalente nur in sehr begrenzter Anzahl zur Verfügung stehen. Ausgehend von anionischen Synthonen synthetisieren wir neue Metallcluster, „funktionalisierte“ Übergangsmetallanionen mit einer interessanten Folgechemie und neuartige multimetallische Komplexe. Die katalytischen Eigenschaften der in diesem Projekt untersuchten Anionen werden ebenfalls studiert. Unsere Untersuchungen fokussieren insbesondere auf das Element Eisen, das als gut verfügbares, nicht toxisches und umweltfreundliches Metall für nachhaltige katalytische Prozesse besonders interessant ist.

Kooperative Reaktivität von Metallatomen in polynuklearen Übergangsmetallhydriden: In diesem Projekt untersuchen wir die kooperative Reaktivität neuer ein- und mehrkerniger Polyhydridokomplexe. Die Fähigkeit mehrkerniger Hydride zur multimetallischen Aktivierung von C-H- und C-C-Bindungen und ihre katalytische Aktivität stehen im Zentrum der Untersuchungen. Ein weiterer For-schungsschwerpunkt ist die Metall-Ligand-Kooperativität in NHC-Rutheniumkomplexen (NHC = N-heterozyklisches Carben) bei katalytischen Reaktionen.

Selektive Oxyfunktionalisierungen mittels gekoppelter Photoredoxkatalyse: Die selektive Oxidation von Alkanen und Alkenen gehört zum grundlegenden Repertoire der Synthesechemie. In der Natur werden Oxidationreaktionen unter Verwendung von Luftsauerstoff durch Metalloenzyme durchgeführt, die sehr häufig Eisenatome im katalytisch aktiven Zentrum enthalten (z.B. Cytochrome P450). Jedoch sind übergangsmetallkatalysierte Oxyfunktionalisierungen, bei denen Luftsauerstoff verwendet wird, im Labor häufig wenig selektiv. Bisher sind nur sehr wenige Beispiele für die photokatalytische Oxyfunktionalisierung von Kohlenwasserstoffen bekannt. Im Rahmen des Graduiertenkollegs "Chemische Photokatalyse" (GRK 1626) die versuchen wir daher neue katalytische Verfahren zu entwickeln, die durch die Kopplung von Photoredoxkatalyse mit der Übergangsmetallkatalyse die selektive Oxyfunktionalisierung von ungesättigten und aliphatischen Substraten unter Verwendung von Luftsauerstoff als terminalem Oxidationsmittel ermöglichen.