@phdthesis{Thiess2021,
  author    = {Thiess, Torsten},
  title     = {Synthese und Reaktivit{\"a}t von 1,4-Diaza-2,3-diborininen},
  doi       = {10.25972/OPUS-21459},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-214598},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde die Synthese, Funktionalisierung und Reaktivit{\"a}t von 1,4,2,3-Diazadiborininen untersucht. Zu Beginn sollten Bis(dimethylamino)-substituierte Diazadiborinine mit unterschiedlichen Resten an den Stickstoffatomen dargestellt werden, deren weitere Funktionalisierung sp{\"a}ter im Fokus stand. Die Synthese erfolgte durch Reduktion von 1,4-Diazabutadienen mit elementarem Lithium und anschließender Salzeliminierungsreaktion mit B2(NMe2)2Cl2. Dadurch ließen sich die monocyclischen vier N,N'-Diaryl-substituierten Diazadiborinine sowie ein Alkyl-substituiertes Diazadiborinin darstellen. Durch etablierte Methoden der Diboran(4)-Chemie wurden diese in ihre Halogenderivate (Cl, Br, I) {\"u}berf{\"u}hrt. Aus diesen konnten drei 2,3-Diazido-1,4,2,3-diazadiborinine durch Umsetzung mit TMSN3 aus den Dihalogenderivaten dargestellt werden. Diese stellen hierbei die ersten isolierten Diboran(4)azidverbindugen dar. Ebenso gelang die Synthese eines bicyclischen Naphthalinisosters, welches erneut erfolgreich in seine Halogenderivate sowie das Diazdidoderivat {\"u}berf{\"u}hrt werden konnte. Einen Einblick in den Mechanismus der 1,4,2,3-Diazadiborininbildung erm{\"o}glichte die Isolierung eines Diazadiboretidinintermediats, welches durch doppelte Salzeliminierung entsteht. Dieses erwies sich jedoch als metastabil und lagerte zum Sechsring Diazadiborinin um. Quantenchemische Berechnungen unterstutzten die experimentellen Befunde. {\"U}ber Kommutierungsreaktionen konnte eine Vielzahl an B,B'-unsymmetrisch substituierten Diazadiborininen dargestellt und isoliert werden, wobei je nach verwendeten Startmaterialien entweder Gleichgewichtsreaktionen oder quantitative Umsetzungen beobachtet wurden. Ebenso wurde die Reaktivit{\"a}t der neuartigen Diazidodiborane(4) gegen{\"u}ber Lewis-Basen untersucht. Sowohl das monocyclische Diazadiborinin, als auch das Benzodiazadiborinin konnten mit NHC-Basen zu den f{\"u}nf verschiedenen Addukten umgesetzt werden. Unter thermischer Belastung wurde bei den monocyclischen Addukten eine Staudinger-artige Reaktion beobachtet, die unter Freisetzung von N2 zur Bildung von Guanadin-substituierten Diborane(4) f{\"u}hrte. Die Benzodiazadiborininaddukte zeigten jedoch eine g{\"a}nzlich andere Reaktivit{\"a}t. Hier fand eine Ringverkleinerungsreaktion unter Bildung von Diazaborolen statt, welche unter Wanderung einer Azidfunktion auf das NHC-stabilisierte Boratom gebildet wurden. Auf diese Weise konnten drei 1,1-Diamino-2,2-diazidodiborane(5) isoliert werden. W{\"a}hrend bei der Umsetzung des Naphtalenderivats mit cAAC keine selektive Reaktion beobachtet wurde, reagierte das monocyclische Diazadiborinin mit zwei {\"A}quivalenten cAAC. Hier bedingte das erste Carbon eine Staudinger-artige Reaktion, die unter Distickstofffreisetzung zu einem Formamidin f{\"u}hrte. Die zweite Azidgruppe wurde am \$\gamma\$-Stickstoffatom von einem weiteren {\"A}quivalent cAAC koordiniert. In weiteren Reaktivit{\"a}tsstudien wurde die Generierung von transienten Iminoboranen aus Diazidodiazadiborininen untersucht. Die Diazide zeigten bei Temperaturen von {\"u}ber 150 °C ein sehr selektives Reaktionsverhalten und gingen unter Freisetzung von Distickstoff zu 1,3,2,4-Diazadiboretidin {\"u}ber, wobei dies {\"u}ber die Dimerisierung eines intermedi{\"a}r gebildeten siebengliedrigen, endocyclischen Iminoborans verlief. Der Mechanismus zur Bildung der transienten Iminoborane wurde anhand zweier m{\"o}glicher Bildungswege mit quantenchemischen Methoden untersucht. Im letzten Kapitel wurde die Reaktivit{\"a}t des Dihydrodiazadiborinins gegen{\"u}ber NHC- und cAAC-Lewis-Basen untersucht. Die Umsetzung mit cAAC f{\"u}hrte zu einer B-H-Bindungsaktivierung durch das Carbenkohlenstoffatom, die vermutlich {\"u}ber eine Adduktspezies verl{\"a}uft. Mit dem ges{\"a}ttigten NHC SIMes wurde ebenfalls keine Adduktbildung beobachtet, auch wenn ein derartiges Intermediat vermutlich durchlaufen wird. Als Produkt der Umsetzung wurde indes ein bicyclisches Molek{\"u}l identifiziert, welches durch doppelte Ringerweiterung gebildet wurde. Mit unges{\"a}ttigten NHCs wurden drei Addukte isoliert, welche jedoch nur metastabil waren und beim Erw{\"a}rmen in bicyclische Verbindungen umlagerten. Die Umlagerungsprodukte konnten weiterhin durch Koordination eines weiteren {\"A}quivalents IMe an die B-H-Funktionalit{\"a}t erneut zu Addukten umgesetzt werden. Die Bildung der zweier bicyclischer Verbindungen wurde ebenfalls mit quantenchemischen Methoden untersucht, wobei ein vierstufiger Prozess durchlaufen wird. Nach der Bildung des NHC-Addukts erfolgt die {\"U}bertragung eines Hydrids auf das Carbenkohlenstoffatom. Durch Insertion eines Boratoms in die NC-Bindung des Carbenrings wird eine Spiroverbindung gebildet und im letzten Schritt folgt die Spaltung der BB-Bindung durch Insertion des ehemaligen Carbenkohlenstoffatoms, was zur Bildung der Bicyclen f{\"u}hrt.},
  subject      = {Heterocyclische Verbindungen},
  language  = {de}
}
@article{ThiessErnstKupferetal.2020,
  author    = {Thiess, Torsten and Ernst, Moritz and Kupfer, Thomas and Braunschweig, Holger},
  title     = {Facile Access to Substituted 1,4-Diaza-2,3-Diborinines},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  volume    = {26},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  number    = {13},
  doi       = {10.1002/chem.201905356},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-214650},
  pages     = {2967 -- 2972},
  year      = {2020},
  abstract  = {Several bis(dimethylamino)-substituted 1,4-diaza-2,3-diborinines (DADBs) were synthesized with variable substituents at the backbone nitrogen atoms. By reaction with HCl or BX\(_{3}\) (X=Br, I), these species were successfully converted into their synthetically more useful halide congeners. The high versatility of the generated B-X bonds in further functionalization reactions at the boron centers was demonstrated by means of salt elimination (MeLi) and commutation (NMe\(_{2}\) DADBs) reactions, thus making the DADB system a general structural motif in diborane(4) chemistry. A total of 18 DADB derivatives were characterized in the solid state by X-ray diffraction, revealing a strong dependence of the heterocyclic bonding parameters from the exocyclic substitution pattern at boron. According to our experiments towards the realization of a Dipp-substituted, sterically encumbered DADB, the mechanism of DADB formation proceeds via a transient four-membered azadiboretidine intermediate that subsequently undergoes ring expansion to afford the six-membered DADB heterocycle.},
  language  = {en}
}
@article{ThiessMellerupBraunschweig2019,
  author    = {Thiess, Torsten and Mellerup, Soren K. and Braunschweig, Holger},
  title     = {B-B Cleavage and Ring-Expansion of a 1,4,2,3-Diazadiborinine with N-Heterocyclic Carbenes},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  volume    = {25},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  number    = {59},
  doi       = {10.1002/chem.201903259},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-206173},
  pages     = {13572-13578},
  year      = {2019},
  abstract  = {A 1,4,2,3-diazadiborinine derivative was found to form Lewis adducts with strong two-electron donors such as N-heterocyclic and cyclic (alkyl)(amino)carbenes. Depending on the donor, some of these Lewis pairs are thermally unstable, converting to sole B,N-embedded products upon gentle heating. The products of these reactions, which have been fully characterized by NMR spectroscopy, elemental analysis, and single-crystal X-ray diffraction, were identified as B,N-heterocycles with fused 1,5,2,4-diazadiborepine and 1,4,2-diazaborinine rings. Computational modelling of the reaction mechanism provides insight into the formation of these unique structures, suggesting that a series of B-H, C-N, and B-B bond activation steps are responsible for these "intercalation" reactions between the 1,4,2,3-diazadiborinine and NHCs.},
  language  = {en}
}
@unpublished{EnglertStoyArrowsmithetal.2019,
  author    = {Englert, Lukas and Stoy, Andreas and Arrowsmith, Merle and M{\"u}ssig, Jonas H. and Thaler, Melanie and Deißenberger, Andrea and H{\"a}fner, Alena and B{\"o}hnke, Julian and Hupp, Florian and Seufert, Jens and Mies, Jan and Damme, Alexander and Dellermann, Theresa and Hammond, Kai and Kupfer, Thomas and Radacki, Krzysztof and Thiess, Torsten and Braunschweig, Holger},
  title     = {Stable Lewis Base Adducts of Tetrahalodiboranes: Synthetic Methods and Structural Diversity},
  series = {Chemistry - A European Journal},
  journal   = {Chemistry - A European Journal},
  doi       = {10.1002/chem.201901437},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-184888},
  year      = {2019},
  abstract  = {A series of 22 new bis(phosphine), bis(carbene) and bis(isonitrile) tetrahalodiborane adducts has been synthesized, either by direct adduct formation with highly sensitive B2X4 precursors (X = Cl, Br, I) or by ligand exchange at stable B2X4(SMe2)2 precursors (X = Cl, Br) with labile dimethylsulfide ligands. The isolated compounds have been fully characterized using NMR spectroscopic, (C,H,N)- elemental and, for 20 of these compounds, X-ray crystallographic analysis, revealing an unexpected variation in the bonding motifs. Besides the classical B2X4L2 diborane(6) adducts, some of the more sterically demanding carbene ligands induce a halide displacement leading to the first halide-bridged monocationic diboron species, [B2X3L2]A (A = BCl4, Br, I). Furthermore, low-temperature 1:1 reactions of B2Cl4 with sterically demanding N-heterocyclic carbenes led to the formation of kinetically unstable mono-adducts, one of which was structurally characterized. A comparison of the NMR and structural data of new and literature-known bis-adducts shows several trends pertaining to the nature of the halides and the stereoelectronic properties of the Lewis bases employed.},
  language  = {en}
}
@unpublished{StoyBoehnkeJiménezHallaetal.2018,
  author    = {Stoy, Andreas and B{\"o}hnke, Julian and Jiménez-Halla, J. Oscar C. and Dewhurst, Rian D. and Thiess, Torsten and Braunschweig, Holger},
  title     = {CO\(_2\) Binding and Splitting by Boron-Boron Multiple Bonds},
  series = {Angewandte Chemie, International Edition},
  journal   = {Angewandte Chemie, International Edition},
  doi       = {10.1002/anie.201802117},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-164265},
  year      = {2018},
  abstract  = {CO\(_2\) is found to undergo room-temperature, ambient- pressure reactions with two species containing boron-boron multiple bonds, leading to incorporation of either one or two CO\(_2\) molecules. In one case, a thermally-unstable intermediate was structurally characterized, indicating the operation of an initial 2+2 cycloaddition mechanism in the reaction.},
  language  = {en}
}
@unpublished{BraunschweigBruecknerDeissenbergeretal.2017,
  author    = {Braunschweig, Holger and Br{\"u}ckner, Tobias and Deißenberger, Andrea and Dewhurst, Rian and Gackstatter, Annika and G{\"a}rtner, Annalena and Hofmann, Alexander and Kupfer, Thomas and Prieschl, Dominic and Thiess, Torsten and Wang, Sunewang Rixin},
  title     = {Reaction of Dihalodiboranes(4) with N-Heterocyclic Silylenes: Facile Construction of 1-Aryl-2-Silyl-1,2-Diboraindanes},
  series = {Chemistry, A European Journal},
  journal   = {Chemistry, A European Journal},
  doi       = {10.1002/chem.201702377},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153068},
  year      = {2017},
  abstract  = {Dihalodiboranes(4) react with an N-heterocyclic silylene (NHSi) to generate NHSi-adducts of 1-aryl-2-silyl-1,2-diboraindanes as confirmed by X-ray crystallography, featuring the functionalization of both B-X (X = halogen) bonds and a C-H bond under mild conditions. Coordination of a third NHSi to the proposed 1,1-diaryl- 2,2-disilyldiborane(4) intermediates, generated by a two-fold B-X insertion, may be crucial for the C-H borylation that leads to the final products. Notably, our results demonstrate the first C-H borylation with a strong B-F bond activated by silylene insertion.},
  language  = {en}
}
@unpublished{WangArrowsmithBoehnkeetal.2017,
  author    = {Wang, Sunewang R. and Arrowsmith, Merle and B{\"o}hnke, Julian and Braunschweig, Holger and Dellermann, Theresa and Dewhurst, Rian D. and Kelch, Hauke and Krummenacher, Ivo and Mattock, James D. and M{\"u}ssig, Jonas H. and Thiess, Torsten and Vargas, Alfredo and Zhang, Jiji},
  title     = {Engineering a Small HOMO-LUMO Gap and Intramolecular B-B Hydroarylation by Diborene/Anthracene Orbital Intercalation},
  series = {Angewandte Chemie, International Edition},
  volume    = {56},
  journal   = {Angewandte Chemie, International Edition},
  number    = {27},
  doi       = {10.1002/anie.201704063},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-148126},
  pages     = {8009-8013},
  year      = {2017},
  abstract  = {The diborene 1 was synthesized by reduction of a mixture of 1,2-di-9-anthryl-1,2-dibromodiborane(4) (6) and trimethylphosphine with potassium graphite. The X-ray structure of 1 shows the two anthryl rings to be parallel and their π(C\(_{14}\)) systems perpendicular to the diborene π(B=B) system. This twisted conformation allows for intercalation of the relatively high-lying π(B=B) orbital and the low-lying π* orbital of the anthryl moiety with no significant conjugation, resulting in a small HOMO-LUMO gap (HLG) and ultimately an unprecedented anthryl B-B bond hydroarylation. The HLG of 1 was estimated to be 1.57 eV from the onset of the long wavelength band in its UV-vis absorption spectrum (THF, λ\(_{onset}\) = 788 nm). The oxidation of 1 with elemental selenium afforded diboraselenirane 8 in quantitative yield. By oxidative abstraction of one phosphine ligand by another equivalent of elemental selenium, the B-B and C\(^1\)-H bonds of 8 were cleaved to give the cyclic 1,9-diboraanthracene 9.},
  language  = {en}
}