TY  - THES
A1  - Wagner, Katharina
T1  - Synthese und Reaktivität der Lewis-Säure-Base-Addukte von Monoboranen und Diboranen(4)
T1  - Synthesis and Reactivity of Lewis Acid-Base Adducts of Monoboranes and Diboranes(4)
N2  - Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Addukte von Lewis-Säuren und Lewis-Basen synthetisiert und hinsichtlich ihrer Reaktivität, vor allem gegenüber verschiedenen Reduktionsmitteln, untersucht. Als Lewis-Säuren wurden Monoborane und Diborane(4) eingesetzt. Aus der Verbindungsklasse der Monoborane wurden die Aryldihalogenborane MesBBr2 und PhBBr2 untersucht, da diese durch ihre zwei Halogene und ihren sterisch anspruchsvollen Arylrest möglicherweise zu niedervalenten Borverbindungen führen. In der Verbindungsklasse der Diborane(4) wurden B2Cl2Mes2, B2Br2Mes2 und B2I2Mes2 für die Synthese von Addukten verwendet. Aus der Umsetzung von ArBBr2 (Ar = Mes und Ph) mit SIMes erhält man die Monoboran-NHC-Addukte MesBBr2•SIMes und PhBBr2•SIMes. Beide Verbindungen sind farblose Feststoffe und zeigen im 11B-NMR-Spektrum ein Signal im erwarteten Bereich bei ca. –5 ppm. Die erhaltenen Signale im 1H-NMR Spektrum lassen sich den entsprechenden Protonen zuordnen und die Integrale stimmen mit der Anzahl der Protonen überein. Beide Verbindungen sind schlecht löslich, daher konnten keine Einkristalle für eine nähere Strukturbestimmung erhalten werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass nicht nur Monoborane mit NHCs 1:1-Addukte bilden, auch Diborane(4) können erfolgreich mit Phosphanen umgesetzt werden. Darüber hinaus konnten die Strukturen der beiden Verbindungen B2Cl2Mes2•PMe3 und B2Br2Mes2•PMe3 mit Hilfe einer Einkristallstrukturanalyse aufgeklärt werden. Durch die Koordination von PMe3 an einem Boratom, erhöht sich an diesem die Elektronendichte. Dies erkennt man z. B. in beiden Verbindungen an den längeren B –Halogen-Bindungen im Vergleich zum Edukt B2X2Mes2. Zudem ist das am vierfach-koordinierten Boratom gebundene Halogen in beiden Fällen deutlich zum dreifach-koordinierten Boratom geneigt. Dies kann man aus den erhaltenen Bindungswinkeln schließen. Nicht nur Trimethylphosphan reagiert mit Diboranen(4) zu 1:1-Addukten, auch N-Heterocyclische Carbene konnten erfolgreich mit Diboranen(4) umgesetzt werden. Die beiden Addukte B2Cl2Mes2•IMe und B2Br2Mes2•IMe konnten als farblose Feststoffe isoliert werden und mit Hilfe der 11B-NMR-Spektroskopie charakterisiert werden. Beide zeigen, wie auch alle weiteren dargestellten Diboran(4)-NHC-Addukte, ein breites Signal (87.7 ppm und 76.2 ppm) für das dreifachkoordinierte Boratom und ein Signal (–4 ppm und –3.5 ppm) für das vierfachkoordinierte Boratom. Verwendet man als Carben das deutlich sterisch anspruchsvollere IDipp, erhält man in einer Ausbeute von 41% bei der Umsetzung bei tiefen Temperaturen einen farblosen Feststoff von B2Cl2Mes2•IDipp als Produkt. Die erhaltene Verbindung B2Cl2Mes2•IDipp konnte mittels 1H-, 11B- und 13C-NMR-Spektroskopie und Elementaranalyse charakterisiert werden. Die so erhaltenen Daten konnten jedoch keine endgültige Aussage über die Konnektivität der einzelnen Atome liefern. Die genaue Molekülstruktur konnte mit Hilfe der Röntgenkristallographie aufgeklärt werden. Überraschenderweise handelt es sich bei dem Produkt nicht um das einfache 1:1-Addukt der beiden Edukte. Vielmehr sind nun beide Chloratome an dem Boratom gebunden, welches zusätzlich das NHC trägt. Entsprechend trägt das dreifach-substituierte Boratom beide Mesitylsubstituenten. Somit müssen im Laufe der Reaktion eine B –Cl- und eine B –C-Bindung gebrochen worden, eine 1,2-Arylverschiebung sowie eine 1,2-Halogenverschiebung erfolgt sein. Dies konnte zuvor bei den Diboran(4)-PMe3-Addukten nicht beobachtet werden. Die Verbindung B2Cl2Mes2•IDipp zeigt mit einer B–B-Bindungslänge von 1.758(2)Å einen deutlich längeren Abstand als im Edukt. Die drei Diboran(4)-NHC-Addukte B2Br2Mes2•IMes, B2Cl2Mes2•SIMes und B2Br2Mes2•SIMes konnten erfolgreich dargestellt werden. Alle Verbindungen wurden mit Hilfe von 1H-, 11B- und 13C-NMR-Spektroskopie und Elementaranalyse charakterisiert. Zusätzlich konnten für die beiden Verbindungen B2Cl2Mes2•SIMes und B2Br2Mes2•SIMes Einkristalle erhalten werden und eine Röntgenstrukturanalyse durchgeführt werden. Bei der Reduktion von B2Cl2Mes2•SIMes mit KC8 konnte ein interessantes Produkt erhalten werden, in dem die beiden Halogene nicht mehr vorhanden sind und sich ein Fünfring gebildet hat, der beide Boratome beinhaltet. Wahrscheinlich entsteht bei der Reaktion zu 13 ein „borylenartiger“ Übergangszustand. Bemerkenswert ist außerdem, dass das NHC-stabilisierte Boratom noch ein vermuteter Übergangszustand. Proton trägt. Die Verbindung 13 wurde mittels NMR-Spektroskopie, Elementaranalyse und Röntgenstrukturanalyse vollständig charakterisiert. Bei der Messung eines 11B,1H-HMQC-NMR-Korrelationsspektrums lag die intensivste Kopplung bei der Mischzeit τ mit einer Kopplungskonstante von JBH = 160Hz. Daraus kann man schließen, dass das Bor-gebundene Proton in der Verbindung 13 in Lösung terminal gebunden ist.
N2  - In the course of this work a range of Lewis acid-base adducts were prepared and their reactivity, especially towards reducing agents, was investigated. Monoboranes and diboranes(4) were used as Lewis acids. In the role of monoboranes the aryldihalogenboranes MesBBr2 and PhBBr2 were investigated. These compounds are very interesting due to the two halogens and the sterically demanding aryl groups which may allow the stabilization of low-valent boron species. From the reaction of ArBBr2 (Ar = Mes, Ph) with SIMes the monoborane-NHC adducts MesBBr2•SIMes and PhBBr2•SIMes were obtained. Both compounds are colourless solids and show a signal at ca. –5 ppm in the 11B NMR spectrum, which is in the estimated range. The respective signals in the 1H NMR spectrum can be assigned to the corresponding protons and the integrals are in good agreement with the number of protons. The solubility of the two compounds is not good, so it was not possible to grow crystals for a structure determination by X-ray. The obtained monoborane-NHC adducts MesBBr2•SIMes und PhBBr2•SIMes react in the presence of reductants. This is observable by the appearance of new signals in the 11B NMR spectrum and the colour change of the reaction solution. However, the produced compound could neither be isolated nor further characterized. The present work shows that not only monoboranes react with NHCs to build 1:1 adducts, but also that diboranes(4) can react successfully with phosphines. Furthermore, the solid state molecular structures of B2Cl2Mes2•PMe3 (3) and B2Br2Mes2•PMe3 (4) were ascertained by X-ray diffraction. From these analyses, B–B distances of 1.721(3)Å (3) and 1.719(3)Å (4) could be determined, respectively. Due to the coordination of PMe3 to one of the boron atoms, the electron density increases. This is reflected by elongated B –halogen bonds for both compounds compared to the precursors B2X2Mes2. In addition, the halogen which is bound to the fourfold coordinated boron atom in both cases is inclined towards the threefold coordinated boron atom. This circumstance can be deduced from the bonding angles. Not only trimethylphosphine reacts successfully with diboranes(4) to form 1:1 adducts, but also N-heterocyclic carbenes. The two adducts B2Cl2Mes2•IMe and B2Br2Mes2•IMe were isolated as colourless solids and were characterized by 11B NMR spectroscopy. Both compounds show, as do all following diborane(4)-NHC adducts, a broad signal (87.7 ppm and 76.2 ppm for the threefold coordinated boron atom and a signal for the fourfold coordinated boron atom (–4 ppm and –3.5 ppm). Usage of the considerably sterically demanding carbene IDipp in the reaction at low temperatures leads to a colourless solid of B2Cl2Mes2•IDipp in a yield of 41%. The product was characterised by 1H, 11B and 13C NMR spectroscopy and elemental analysis. The data gained from these analyses was insufficient to clarify the final connectivity of the compound. The molecular structure was instead ascertained by X-ray crystallography. To our surprise the product is not just a simple 1:1 adduct of the precursors. Both chlorine atoms are bound to the boron atom that is stabilised by the NHC. Accordingly, both mesityl groups are bound to the threefold coordinated boron atom. Hence, one B –Cl and one B –C bond were cleaved during the reaction and a 1,2-aryl shift and a 1,2-halogen shift have taken place. This had not been observed before in the formation of diborane(4)-PMe3 adducts. The product B2Cl2Mes2•IDipp shows a B –B bond length of 1.758(2)Å which is considerably longer than in the starting material. B2Br2Mes2 IMes, B2Cl2Mes2•SIMes and B2Br2Mes2•SIMes were successfully synthesised. All three compounds were characterised via 1H, 11B and 13C NMR spectroscopy and elemental analysis. By reduction of B2Cl2Mes2•SIMes with KC8 a highly interesting product was obtained. The product does no longer contain any halogen atoms and a five-membered ring including both boron atoms was formed. A “borylene-like“ transition state presumably occurs in the reaction to form 13. It is remarkable that in this compound the boron atom stabilised by the NHC bears also a proton. The compound 13 was completely characterised via NMR spectroscopy, elemental analysis and X-ray diffraction. During the measurement of an 11B 1H HMQC NMR correlation spectrum for the compound 13 the most intense coupling was detected at 160Hz. This results in the conclusion that the boron-bound proton is coordinated terminally in solution.
KW  - Diborane
KW  - Lewis-Säure
KW  - Lewis-Base
KW  - Heterocyclische Carbene-N
KW  - Diborane(4)
KW  - NHC
KW  - Borylen
KW  - Bor
KW  - Carbene
KW  - Reduktion
KW  - diboranes(4)
KW  - NHC
KW  - Lewis acid
KW  - Lewis base
KW  - borylene
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78603
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gruß, Katrin
T1  - Reaktivität von niedervalenten Übergangsmetallkomplexen gegenüber Lewis-Säuren
T1  - Reactivity of low-valent transition metal complexes towards Lewis acids
N2  - Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Reaktivität von niedervalenten Übergangsmetallkomplexen gegenüber Lewis-Säuren systematisch untersucht. Dabei konnten zwei unterschiedliche Reaktionsmuster aufgedeckt werden. Einerseits wurden Produkte der oxidativen Addition isoliert, andererseits wurde die Bildung von Lewis-Säure-Base-Addukten beobachtet. Die Umsetzung von [Pd(PCy3)2] mit den Bromboranen BrBCat’ und Br2BPip resultiert in den Palladiumborylkomplexen trans [(Cy3P)2Pd(Br)(BCat’)] und trans [(Cy3P)2Pd(Br){B(Br)Pip}]. Der weitere Fokus lag auf den vielversprechenden niedervalenten Platinverbindungen und der Variation der Lewis-Säure. Die Umsetzung von [Pt(PCy3)2] mit den Bismuthalogeniden BiCl3 und BiBr3 lieferte die jeweiligen Produkte der oxidativen Addition. Von Ersterem konnten Kristalle erhalten werden, wobei der annähernd quadratisch-planare Komplex trans [(Cy3P)2Pt(Cl)(BiCl2)] die erste oxidative Addition eines Bismuthalogenids an ein niedervalentes Übergangsmetallzentrum repräsentiert. Der relativ einfache Zugang zu Systemen mit neuartigen Bindungsmodi ausgehend von Platin(0)komplexen war jedoch nicht nur auf Lewis-Säuren des p-Blocks beschränkt. Die Übertragung der Reaktivitätauf das stark Lewis-saure s-Block-Halogenid BeCl2 ermöglichte die Isolierung des Addukts [(Cy3P)2Pt–BeCl2]. Eine besondere Eigenschaft dieser Verbindung ist die Möglichkeit einer weiterführenden Substitution am Berylliumzentrum. So konnten durch Umsetzung mit Mesityllithium bzw. Methyllithium die entsprechenden heteroleptischen Verbindungen [(Cy3P)2Pt–Be(Cl)Mes] und [(Cy3P)2Pt–Be(Cl)Me] erhalten werden. Die analoge Umsetzung von [Pd(PCy3)2] mit BeCl2 resultierte nicht in der Bildung eines Addukts. Stattdessen bildet sich neben elementarem Palladium die dinukleare Verbindung [Be2Cl2(µ-Cl)2(PCy3)2]. Jedes Berylliumzentrum ist von einem verbrückenden und einem terminalen Chlorsubstituenten sowie einem Phosphanliganden annähernd tetraedrisch umgeben. Die Umsetzung von [Pt(PCy3)2] mit Aluminiumhalogeniden in Toluol bzw. Benzol lieferte die unerwarteten Addukte [(Cy3P)2Pt–AlX3] (X = Cl, Br, I). [(Cy3P)2Pt–AlCl3] und [(Cy3P)2Pt–AlBr3] konnten hierbei strukturell charakterisiert werden. Beide Spezies zeigen eine außergewöhnliche T-förmige Struktur. Eine völlig andere Reaktivität wurde bei der analogen Reaktion von AlCl3 bzw. AlBr3 mit [Pt(PCy3)2] in THF beobachtet. Hier fand eine Ringöffnung statt und es resultierten die dimeren Produkte [(Cl)(Cy3P)2Pt(C4H8O)AlCl2∙thf]2 und [(Br)(Cy3P)2Pt(C4H8O)AlBr2∙thf]2. Ein Vergleich der Kristallstrukturen zeigt eine unterschiedliche Geometrie im Festkörper. Eine weitere Variation der Addukt-Systeme war nicht nur durch das Lösemittel, sondern auch die Anzahl der Phospanliganden möglich. Mit [Pt(PEt3)3] als Ausgangsmaterial konnten durch die Umsetzung mit AlCl3 und AlI3 in Benzol bzw. Toluol ebenfalls die entsprechenden Addukte dargestellt und strukturell charakterisiert werden. [(Et3P)3Pt–AlCl3] und [(Et3P)3Pt–AlI3] zeigen eine ungewöhnliche Geometrie am Platinzentrum, die zwischen quadratisch-planar und tetraedrisch liegt. Analoge Studien zu Galliumhalogeniden GaX3 (X = Cl, Br, I) lieferten überraschende Ergebnisse. Die Umsetzung von [Pt(PCy3)2] mit GaCl3 führte zum Platin-Gallium-Addukt [(Cy3P)2Pt–GaCl3], wohingegen die Reaktionen mit GaBr3 bzw. GaI3 zur Bildung der entsprechenden Produkte der oxidativen Addition trans [(Cy3P)2Pt(Br)(GaBr2)] bzw. trans [(Cy3P)2Pt(I)(GaI2)] führen. Im Fall von [(Cy3P)2Pt–GaCl3] zeigt sich eine T förmige Struktur, während bei Letzteren die Geometrie am Platinzentrum annähernd quadratisch-planar ist. Da die Umsetzungen von niedervalenten Übergangsmetallverbindungen mit p- und s Block-Metallhalogeniden erfolgreich war, wurde die Übertragbarkeit auf entsprechende d Block-Verbindungen untersucht. Die Umsetzung von [Pt(PCy3)2] mit ZrCl4 in Benzol resultierte in dem Platin-Zirkonium-Addukt [(Cy3P)2Pt–ZrCl4]. Dieses repräsentiert das erste Beispiel einer dativen Bindung zwischen einem frühen und einem späten Übergangsmetall. Neben den Addukten mit metallhaltigen Lewis-Säuren konnten auch die Platincarbonylkomplexe [(Cy3P)2Pt(CO)] und [(Cy3P)2Pt(CO)2] ausgehend von [Pt(PCy3)2] realisiert werden. Der Monocarbonylkomplex [(Cy3P)2Pt(CO)] ist hierbei lediglich durch photolytischen Transfer einer Carbonyleinheit von [Cp*Ir(CO)2] darstellbar. [(Cy3P)2Pt(CO)] erwies sich bei Raumtemperatur als stabil und nimmt im Festkörper eine trigonal-planare Struktur am Platinzentrum ein. Der Dicarbonylkomplex [(Cy3P)2Pt(CO)2] konnte durch direkte Behandlung von [Pt(PCy3)2] mit Kohlenstoffmonoxid erhalten werden und ist nur bei Temperaturen unterhalb von –20 °C haltbar. Beide Verbindungen sind seltene Vertreter von Platin-Monocarbonyl- bzw. Platin-Dicarbonylkomplexen.
N2  - Within the scope of the presented thesis, the reactivity of low-valent transition metal complexes towards Lewis acids was systematically investigated. In doing so, two different reaction patterns were observed: (i) oxidative addition reactions and (ii) formation of Lewis acid base adducts. The reaction of [Pd(PCy3)2] with the bromoboranes BrBCat’ and Br2BPip resulted in the corresponding palladium boryl complexes trans [(Cy3P)2Pd(Br)(BCat’)] and trans [(Cy3P)2Pd(Br){B(Br)Pip}]. So far, the most promising results were obtained with platinum species. Therefore, we focused on this class of complexes and modified the Lewis acid. The reaction of [Pt(PCy3)2] with the bismuth halides BiCl3 and BiBr3 resulted in the unprecedented oxidative addition to afford complexes trans [(Cy3P)2Pd(Br)(BCat’)] and trans [(Cy3P)2Pd(Br){B(Br)Pip}]. Crystals of the nearly square-planar complex trans [(Cy3P)2Pt(Cl)(BiCl2)] were obtained representing the first oxidative addition of a bismuth halide to a low-valent transition metal center. Facile access to novel bonding modes based on platinum(0) complexes was not sought solely with p-block metals. Extension of this concept to s-block halides, especially the strong Lewis acid BeCl2, resulted in the adduct [(Cy3P)2Pt–BeCl2]. A special feature of this species is given by the possibility of a further functionalization at the beryllium center. Thus, the reaction with mesityllithium and methyllithium afforded the corresponding heteroleptic compounds [(Cy3P)2Pt–Be(Cl)Mes] and [(Cy3P)2Pt–Be(Cl)Me], respectively. By contrast, the reaction of [Pd(PCy3)2] with BeCl2 did not result in an adduct formation. Instead, elemental palladium precipitated and the dinuclear compound [Be2Cl2(µ-Cl)2(PCy3)2] was formed. This structural motif is astonishingly rare, with each beryllium center surrounded nearly tetrahedral by a terminal and a bridging chloride substituent in addition to a phosphine ligand. Reaction of [Pt(PCy3)2] with the aluminium halides AlX3 (X = Cl, Br, I), yielded the unexpected adducts [(Cy3P)2Pt–AlX3] (X = Cl, Br, I) in toluene and benzene, respectively. Both [(Cy3P)2Pt–AlCl3] and [(Cy3P)2Pt–AlBr3] were studied by X-Ray diffraction, which reveal an unusual T-shaped geometry at the platinum centers. A different reactivity was observed when the analogous reaction of [Pt(PCy3)2] with AlCl3 or AlBr3 was carried out in tetrahydrofuran. The solvent molecule was ring-opened and the dimeric products [(Cl)(Cy3P)2Pt(C4H8O)AlCl2∙thf]2 and [(Br)(Cy3P)2Pt(C4H8O)AlBr2∙thf]2 were obtained. An additional variation of the adduct systems is not only possible by solvent exchange but also by the number of phoshine ligands. The reaction of [Pt(PEt3)3] with AlCl3 and AlI3, respectively, were also successful, which was proven by structural characterization of the respective adducts [(Et3P)3Pt–AlCl3] and [(Et3P)3Pt–AlI3]. The geometry at the platinum center is in between square-planar and tetrahedral. Related studies with the gallium halides GaX3 (X = Cl, Br, I) showed surprising results. The reaction of [Pt(PCy3)2] and GaCl3 yielded the platinum-gallane adduct [(Cy3P)2Pt–GaCl3]. In contrast, the reaction of GaBr3 and GaI3 display a different reactivity and the products of the oxidative addition trans [(Cy3P)2Pt(Br)(GaBr2)] and trans [(Cy3P)2Pt(I)(GaI2)] were formed. These results were detected by NMR-spectroscopy and supported by additional XRay diffraction. As all previous investigations on low-valent transition metal complexes towards p- and s-block metal halides were successful, the research was further extended to related d-block compounds. The reaction of [Pt(PCy3)2] with ZrCl4 in benzene resulted in the platinum–zirconium adduct [(Cy3P)2Pt–ZrCl4]. The latter represents the first example of an early-late heterobimetallic complex with an unsupported dative bond. Attempts to generate a platinum-f-block adduct have met with no success as yet. Further investigations showed that novel adducts derived from [Pt(PCy3)2] are not limited to metal-only complexes. The platinum carbonyl complexes [(Cy3P)2Pt(CO)] and [(Cy3P)2Pt(CO)2] were synthesized via two different reaction pathways.The monocarbonyl complex [(Cy3P)2Pt(CO)] required a photolytic transfer of one carbonyl moiety from [Cp*Ir(CO)2]. The resulting orange crystals are stable at room temperature and show a trigonal planar geometry at the platinum center. The dicarbonyl complex [(Cy3P)2Pt(CO)2] could be obtained by direct treatment of [Pt(PCy3)2] with carbon monoxide but decomposes at temperatures above –20 °C. The crystal structure shows a distorted tetrahedral geometry at the platinum center with slightly elongated platinum-carbon bonds of 1.909 Å at an average in comparison to [(Cy3P)2Pt(CO)] (1.885(12) Å). [(Cy3P)2Pt(CO)] is the first example of this class of compounds with unbridged phosphine ligands. Both compounds are rare examples of platinum(0) monocarbonyl and platinum(0) dicarbonyl complexes, respectively.
KW  - Lewis-Säure
KW  - Übergangsmetallkomplexe
KW  - Koordinativ ungesättigte Verbindungen
KW  - niedervalent
KW  - Metallorganische Chemie
KW  - transition metal complexes
KW  - Lewis acid
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-56117
ER  -