TY  - THES
A1  - Richter, Rolf Ingo
T1  - Beiträge zur Chemie des höherkoordinierten Siliciums: Synthese, Struktur und Eigenschaften neuer Silicate mit SiO 3 C 2 -, SiO 4 C -, SiO 5  - und SiO 6 -Gerüst, Beiträge zur Chemie des tetrakoordinierten Siliciiums: Synthese, Struktur und Eigenschaften von Silanen, Silanolen und Siloxanen
T1  - Contributions to the field of penta- and hexacoordinate silicon chemistry: syntheses, structures, and properties of new silicates with SiO3C2-, SiO4C-, SiO5-, and SiO6-skeletons
N2  - Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur Siliciumchemie dar — mit einem Schwerpunkt in der Chemie des penta- und hexakoordinierten Siliciums. Die Ergebnisse werden im Folgenden aufgegliedert in vier Themenkomplexe vorgestellt. 7.1 Synthese und Charakterisierung zwitterionischer l5Si-Silicate Im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchungen wurden die bisher unbekannten zwitterionischen l5Si-Silicate 3–8 — lösungsmittelfrei oder in Form wohldefinierter Solvate — dargestellt. Erstmals konnte für die Substanzklasse der zwitterionischen l5Si-Spirosilicate an dem bereits bekannten l5Si-Silicat 1 durch 1H-VT-NMR-Experimente die Energiebarriere für die Enantiomerisierung im Sinne einer Berry-Pseudorotation in Lösung bestimmt werden. Durch Hydrolyse von 1 — gefolgt von Kondensationsreaktionen — wurde das neuartige Oktasilsesquioxan 2 dargestellt. Die Charakterisierung aller Verbindungen erfolgte durch Elementaranalysen, 1H-, 13C- und 29Si-NMR-Spektroskopie an Lösungen (außer 2), 29Si-VACP/MAS-NMR-Spektroskopie an Feststoffen und im Fall der Verbindungen 2, 3×½HO(CH2)2OH, 4×HO(CH2)2OH, 6, 7×3/2C4H8O2 und 8×2CH2Cl2 durch Einkristall-Röntgenstrukturanalysen. Anhand der Synthese von 1 durch Umsetzung von Dimethoxy(methyl)[(2,2,6,6-tetramethylpiperidino)methyl]silan mit Ethan-1,2-diol wurde gezeigt, das Ethan-1,2-diol zu einer selektiven Si–C-Spaltungsreaktion (Abspaltung eines Moläquivalents Methan) in der Synthese zwitterionischer l5Si-Spirosilicate in der Lage ist. Durch 1H-VT-NMR-Experimente wurde die Barriere des Enantiomerisierungsprozesses am Silicium-Zentrum von 1 zu 35.3(5) kJ mol–1 bestimmt. Durch Umsetzung von 1 mit Wasser in Methylenchlorid bei Raumtemperatur gelang die Synthese des Aminomethylsubstituierten Octasilsesquioxans 2. Die Synthese der Verbindungen 3–5 erfolgte durch Umsetzung der entsprechenden Trialkoxy[(amino)alkyl]silane mit Ethan-1,2-diol in Substanz (3) oder in Acetonitril (4 und 5). Die bereits bekannte Verbindung 6 wurde zwecks struktureller Charakterisierung resynthetisiert. Durch Umsetzung von Trimethoxy[(2,2,6,6-tetramethylpiperidino)methyl]-silan mit Benzoin gelang die Synthese von 7. Mit Verbindung 8 — dargestellt durch Umsetzung von Dimethoxy(methyl)[(2,2,6,6-tetramethylpiperidino)methyl]silan mit Brenzkatechin — gelang erstmals die Synthese eines zwitterionischen l5Si-Silicates mit SiO3C2-Gerüst. In siedendem Acetonitril konnte 8 unter Methan-Abspaltung zum bekannten zwitterionischen l5Si-Spirosilicat 9 umgesetzt werden. 7.2 Synthese und Charakterisierung anionischer l5Si-Silicate und dianionischer l5Si,l5Si’-Disilicate mit SiO5-Gerüst Im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchungen wurden erstmals die anionischen l5Si-Silicate 11 und 13–15 sowie die dianionischen l5Si,l5Si’-Disilicate 10, 12 und 16 mit SiO5-Gerüst — lösungsmittelfrei oder in Form wohldefinierter Solvate — dargestellt. Die Charakterisierung dieser Verbindungen erfolgte durch Elementaranalysen, 1H-, 13C- und 29Si-NMR-Spektroskopie an Lösungen, 29Si-VACP/MAS-NMR-Spektroskopie am Festkörper sowie durch Kristallstrukturanalysen [(Δ,Δ/Λ,Λ)-10×2CH3CN, (Λ)-11×THF, meso-12×2CHCl3, 13, 14, 15×2THF und meso-16]. Die Synthesen der l5Si-Silicate 10–13 und 16 erfolgten in aprotischen organischen Lösungsmitteln durch Umsetzung von Tetramethoxysilan mit Benzilsäure, dem entsprechenden Amin und Wasser in dem erforderlichen stöchiometrischen Verhältnis. Das l5Si-[Trimethylsilanolato(1–)]silicat 14 wurde ausgehend von dem Hydroxosilicat 13, Chlortrimethylsilan und Triethylamin in Acetonitril erhalten. Das l5Si-[Methanolato- (1–)]silicat 15 wurde durch die Umsetzung von Tetramethoxysilan mit Benzilsäure und Lithiummethanolat in Tetrahydrofuran dargestellt. Die l5Si,l5Si’-μ-Oxo-disilicate 10, 12 und 16 sind die ersten strukturell charakterisierten Verbindungen, in denen zwei pentakoordinierte Silicium-Atome mit SiO5-Skelett über ein gemeinsames Sauerstoff-Atom miteinander verbrückt sind. Sowohl ihre Reaktivität gegenüber Wasser, als auch ihr stereodynamisches Verhalten in Lösung, das mit 1H- und 13C-VT-NMR-Experimenten untersucht werden konnte, machen diese Verbindungen zu sehr lohnenden Studienobjekten für das Verständnis der Chemie des pentakoordinierten Siliciums. Mit den Verbindungen 11 und 13 wurden erstmals l5Si-Hydroxosilicate zugänglich gemacht und strukturell charakterisiert (unabhängig von einem kürzlich von P. Klüfers et al. veröffentlichten l5Si-Hydroxosilicat). Das l5Si-[Trimethylsilanolato(1–)]silicat 14 ist das erste Beispiel für die Verknüpfung eines pentakoordinierten und tetrakoordinierten Silicium-Atoms durch ein Sauerstoff-Atom und demonstriert die Zugänglichkeit der HO-Funktionaliät des l5Si-Hydroxosilicates 13 für Derivatisierungen. Das l5Si-[Methanolato(1–)]silicat 15 ist als Modellverbindung für die Bildung der l5Si-Hydroxosilicate 11 und 13 von mechanistischem und auch präparativem Interesse. 7.3 Synthese und Charakterisierung dianionischer l6Si-Silicate mit SiO6-Gerüst Im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchungen wurden die bisher unbekannten dianionischen l6Si-Silicate 19–21 mit SiO6-Gerüst — lösungsmittelfrei oder in Form wohldefinierter Solvate — dargestellt. Die bereits bekannte Verbindung 18 wurde zwecks Kristallstrukturanalyse resynthetisiert. Die Charakterisierung aller synthetisierten Verbindungen erfolgte durch Elementaranalysen 1H-, 13C- und 29Si-NMR-Spektroskopie an Lösungen (mit Ausnahme von 19 und 21 [nur 1H- und 13C-NMR-Messungen]), 29Si-VACP/MAS-NMR-Spektroskopie am Festkörper sowie durch Röntgenbeugungs-Experimente an Einkristallen [18·2NH3·2H2O , mer-19, fac-20·½C4H8O2, (R,R/S,S)-21]. Die l6Si-Silicate 19–21 wurden durch Umsetzung von Tetramethoxysilan bzw. Tetrachlorsilan mit drei bzw. zwei Moläquivalenten des entsprechenden Amins dargestellt. Diese Verbindungen stellen die ersten l6Si-Silicate mit deprotonierten α-Hydroxycarbonsäuren als Liganden dar. Verbindung 21 ist darüber hinaus die erste Silicium-Verbindung mit dreizähnigen Citrato(3–)-Liganden. Neben einem allgemein erweiterten Verständnis der Chemie von l6Si-Silicaten mit SiO6-Gerüst geben die untersuchten Verbindungen insbesondere auch neue stereochemische Einblicke in die Koordinationschemie des Siliciums. In wieweit diese hier genannten l6Si-Silicate einen Beitrag zum Verständnis der Siliciumdioxid-Biomineralisation leisten können, bleibt abzuwarten. 7.4 Synthese und Charakterisierung von Verbindungen des tetrakoordinierten Siliciums Im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchungen wurden erstmals die Silane 25 und 27 dargestellt, und die Synthesen der bereits bekannten Silicium-Verbindungen 22–24 konnten verbessert werden. Die Charakterisierung von 22–27 erfolgte durch Elementaranalysen 1H-, 13C- und 29Si-NMR-Spektroskopie an Lösungen, 29Si-VACP/MAS-NMR-Spektroskopie am Festkörper (nur 23×EtOAc), sowie durch Röntgenbeugung an Einkristallen (23×EtOAc, 25–27). Eine Verbesserung der Synthese von 22 gelang durch die Umsetzung von 1,2-Bis(diethylamino)-1,1,2,2-tetraphenyldisilan mit Acetylchlorid zum 1,2-Dichlor-1,1,2,2-tetraphenyldisilan und dessen nachfolgende Hydrolyse. Die Kristallisation des macrocyclischen Siloxans 23 konnte verbessert und das Solvat 23×EtOAc durch Röntgenbeugung strukturell charakterisiert werden. Bei der Umkristallisation von 22 wurden auch einzelne Kristalle des entsprechenden Disiloxans 26 erhalten, welches erstmals durch Kristallstrukturanalyse charakterisiert werden konnte. Das Silan 24 wurde auf zwei neuen Synthesewegen dargestellt: zum einen durch Umsetzung von Bis(chlormethyl)diphenylsilan mit Trifuormethansulfonsäure und anschließende Aufarbeitung mit Triethylammoniumchlorid, zum anderen durch Chlormethylierung von Chlor(chlormethyl)bis(diethylamino)silan mittels der Reagenzkombination BrCH2Cl/n-BuLi und anschließende Umsetzung mit Benzoylchlorid. Das Silan 25 wurde ausgehend von Trimethoxy[(2,2,6,6-tetramethylpiperidino)methyl]silan durch wiederholte Umsetzung mit Tetrachlorsilan erhalten, und das Silan 27 wurde ausgehend von Tetrachlorsilan durch vierfache Chlormethylierung mittels der Reagenzkombination BrCH2Cl/n-BuLi erhalten.
N2  - This Thesis contributes to the field of silicon chemistry, with a special emphasis on the chemistry of penta- and hexacoordinate silicon. The results are summarized in the following four chapters. 8.1 Synthesis and characterization of zwitterionic l5Si-silicates In the course of these investigations, the hitherto unknown zwitterionic l5Si-silicates 3–8 were synthesized — solvent-free or as well-defined solvates. For the first time, the energy barrier for the enantiomerization of zwitterionic l5Si-spirosilicates in terms of a Berry-pseudorotation process could be determined by VT 1H NMR experiments using the already known l5Si-silicate 1. The hydrolysis of 1, followed by condensation reactions, yielded the novel octasilsesquioxane 2. The identities of all compounds were established by elemental analyses (C, H, N), solution NMR studies (1H, 13C, and 29Si; except for 2), and solid-state 29Si VACP/MAS NMR experiments. In addition, compounds 2, 3×½HO(CH2)2OH, 4×HO(CH2)2OH, 6, 7×3/2C4H8O2, and 8×2CH2Cl2 were structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. By means of the synthesis of 1 [obtained by treatment of dimethoxy(methyl)[(2,2,6,6-tetramethylpiperidino)methyl]silane with ethane-1,2-diol] it was demonstrated that ethane-1,2-diol can be used for the synthesis of zwitterionic l5Si-silicates via selective Si–C cleavage reactions (elimination of one molar equivalent of methane). For compound 1 the energy barrier for the enantiomerization process at the silicon atom was determined to be 35.3(5) kJ mol–1 (VT 1H NMR experiments). Treatment of 1 with water in dichloromethane at room temperature gave the aminomethyl-substituted octasilsesquioxane 2. Compounds 3–5 were synthesized by reaction of the respective trialkoxy[(amino)alkyl]silane with ethane-1,2-diol using no solvent (3) or using acetonitrile as solvent (4 and 5). The already known compound 6 was resynthesized to characterize it by single-crystal X-ray diffraction. Treatment of trimethoxy[(2,2,6,6-tetramethylpiperidino)methyl]silane with benzoin yielded compound 7. Treatment of dimethoxy(methyl)[(2,2,6,6-tetramethylpiperidino)methyl]silan with pyrocatechol gave the first zwitterionic l5Si-silicate with an SiO3C2 skeleton, compound 8. In boiling acetonitrile, 8 undergoes an elimination reaction (formation of methane) to yield the known l5Si-spirosilicate 9. 8.2 Synthesis and characterization of anionic l5Si-silicates and dianionic l5Si,l5Si’-disilicates with SiO5 skeletons In the course of these investigations, the anionic l5Si-silicates 11 and 13–15 and the dianionic l5Si,l5Si’-disilicates 10, 12, and 16 with SiO5 skeletons were synthesized for the first time — solvent-free or as well-defined solvates. The identities of these compounds were established by elemental analyses (C, H, N), solution NMR studies (1H, 13C, and 29Si), and solid-state 29Si VACP/MAS NMR experiments. In addition, compounds (Δ,Δ/Λ,Λ)-10×2CH3CN, (Λ)-11×THF, meso-12×2CHCl3, 13, 14, 15×2THF, und meso-16 were structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. The syntheses of the l5Si-silicates 10–13 and 16 were performed in aprotic organic solvents by treatment of tetramethoxysilane with, benzilic acid, the respective amine, and water, using the required stoichiometry. The [trimethylsilanolato(1–)]silicate 14 was obtained from the hydroxosilicate 13, chlorotrimethylsilane, and triethylamine in acetonitrile. The [methanolato(1–)]silicate 15 was synthesized by treatment of tetramethoxysilane with benzilic acid and lithium methanolate in tetrahydrofuran. The μ-oxo-disilicates 10, 12, and 16 are the first compounds, with two pentacoordinate oxygen-bridged silicon atoms with SiO5 skeletons that could be structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. Both their reactivity toward water and their stereodynamics in solution (studied by VT 1H and 13C NMR experiments) make these compounds unique objects in the study of pentacoordinate silicon compounds. Compounds 11 and 13 are the first pentacoordinate l5Si-hydroxosilicates that have been synthesized and structurally characterized (independently from a l5Si-hydroxosilicate recently published by Klüfers et al.). The l5Si-[trimethylsilanolato(1–)]silicate 14 represents the first example of a compound containing an oxygen-bridged pentacoordinate and tetracoordinate silicon atom. With respect to mechanistic and preparative aspects, the l5Si-[methanolato(1–)]silicate 15 is a model system for the formation of the l5Si-hydroxosilicates 11 and 13. 8.3 Synthesis and characterization of dianionic l6Si-silicates with SiO6 skeletons In the course of these investigations, the dianionic l6Si-silicates 19–21 with SiO6 skeletons were synthesized for the first time — solvent-free or as well-defined solvates. The already known compound 18 was resynthesized for its characterization by crystal structure analysis. The identities of all compounds were established by elemental analyses (C, H, N), solution NMR studies (1H, 13C, and 29Si except for 18, only 29Si NMR for 20), and solid-state 29Si VACP/MAS NMR experiments. In addition, compounds 18·2NH3·2H2O, mer-19, fac-20·½C4H8O2, and (R,R/S,S)-21 were structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. The l6Si-silicates 19–21 were synthesized by reaction of tetramethoxysilane or tetrachlorosilane with two or three molar equivalents of the respective α-hydroxy carboxylic acid and two molar equivalents of the respective amine. Compounds 19–21 represent the first l6Si-silicates with ligands derived from α-hydroxycarboxylic acids. In addition, 21 is the first silicon compound containing tridentate citrato(3–) ligands. Apart from the expanded knowledge about l6Si-silicates with SiO6 skeletons, the compounds studied allow some insight into the stereochemistry of such compounds. It remains an open question as to whether or not l6Si-silicates of this particular formula type have any potential relevance for silicon biochemistry (SiO2 biomineralization). 8.4 Synthesis and characterization of tetracoordinate silicon compounds In the course of these investigations, the silanes 25 and 27 were synthesized for the first time, and the syntheses of the already known compounds 22–24 could be improved. The identities of all compounds were established by elemental analyses (C, H, N), solution NMR studies (1H, 13C, and 29Si), and solid-state 29Si VACP/MAS NMR experiments (23×EtOAc only). In addition, compounds 23×EtOAc and 25–27 were structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. The improved synthesis of 22 was achieved by the reaction of 1,2-bis(diethylamino)-1,1,2,2-tetraphenyldisilane with acetyl chloride to give 1,2-dichloro-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, followed by its hydrolysis. The crystallization of the macrocyclic siloxane 23 could be improved, and the solvate 23×EtOAc was structurally characterized by X-ray diffraction. In the course of the crystallization of 22, also crystals of the corresponding disiloxane 26 were obtained that allowed a structural characterization by single-crystal X-ray diffraction. The silane 24 was synthesized by using two novel strategies, (i) the reaction of bis(chloromethyl)diphenylsilane with trifluoromethanesulfonic acid, followed by triethylammonium chloride, and (ii) the chloromethylation of chloro(chloromethyl)bis(diethylamino)silane with BrCH2Cl/n-BuLi, followed by reaction with benzoyl chloride. The silane 27 was synthesized from tetrachlorosilane by a four-fold chloromethylation with BrCH2Cl/n-BuLi. The silane 25 was synthesized from trimethoxy[(2,2,6,6-tetramethylpiperidino)methyl]silane by repeated treatment with tetrachlorosilane.
KW  - Silicate
KW  - Silicium
KW  - Pentakoordination
KW  - Tetrakoordinierte Verbindungen
KW  - Chemische Synthese
KW  - Silicium
KW  - Pentakoordination
KW  - Hexakoordination
KW  - Silane
KW  - Siloxane
KW  - silicon
KW  - pentacoordination
KW  - hexacoordination
KW  - silanes
KW  - siloxanes
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2972
ER  - 
TY  - THES
A1  - Walfort, Bernhard
T1  - Novel dianionic sulfur ylides and related compounds
T1  - Neuartige dianionische Schwefelylide und verwandte Verbindungen
N2  - Priority task of the thesis was to replace oxygen atoms in sulfur oxoanions SOnm– or imido groups in sulfur polyimido anions S(NR)nm– isoelectronically by R2C-methylene groups. This would open a wide avenue to new target molecules containing a formally double bonded carbon next to formally double bonded nitrogen atoms in highly charged sulfur-centred anions like S(CR2)x(NR)ym–. They clearly are reminiscent to sulfur ylides. Both, alkylendiimidosulfites and alkylentriimidosulfates are accessible via deprotonaton of the corresponding alkyldiimidosulfinates and alkyltriimidosulfonates with methyllithium. The reactivity of the novel compounds is dominated by the carbanionic centre. Addition reactions to another SN formal doubble bond are feasible and are leading to the yet unknown imidoanalogues compounds alkyl-bis-(diimidosulfinates) and alkyl-bis-(triimidosulfonates).
N2  - Der Schwerpunkt der Arbeit lag in dem isoelektronischen Ersatz der Sauerstoffatome in Schwefeloxoanionen SOnm- oder der Imidogruppen in Schwefelpolyimidoanionen durch eine R2C-methylen Gruppe. Diese Moleküle besitzen neben einer formalen SC-Doppelbindung eine SN-Doppelbindung mit einem stark positiv geladenem Schwefelatom als Zentrum S(CR2)x(NR)ym–. Diese Verbindungen enthalten analog der bekannten Sulfonium- und Sulfoxoniumylide einen positiv geladenen Schwefel nebst einem negativ geladenen Kohlenstoff. Sowohl die Alkylendiimidosulfite als auch die Alkylentriimidosulfate sind mittels Deprotonierung des alpha-Kohlenstoffatoms in Alkyldiimidosulfinaten und Alkyltriimidosulfonaten mit Methyllithium erhältlich. Die Reaktivität dieser neuartigen Verbindungen wird durch das carbanionische Kohlenstoffatom bestimmt. Additionsreaktionen dieser verbindungen an eine formale SN-Doppelbindung sind möglich und führen zu den bis dahin unbekannten Imidoanalogen Verbindungen, Alkyl-bis-(diimidosulfinat) und Alkyl-bis-(triimidosulfonat).
KW  - Schwefelylide
KW  - Übergangsmetallverbindungen
KW  - Schwefelylide
KW  - Polyimidoanionen
KW  - Sulfit
KW  - Sulfat
KW  - Sulfur Ylides
KW  - Polyimido Anions
KW  - Sulfite
KW  - Sulfate
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1181274
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TY  - THES
A1  - Vögler, Matthias
T1  - Zweifach Eisen-substituierte Silane, Silanole und Siloxane
T1  - Double iron substituted Silanes, Silanols and Siloxanes
N2  - Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Darstellung Übergangsmetall-substitutierter Silane und Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Übergangsmetallsubstituenten auf die chemischen und spektroskopischen Eigenschaften dieser Klasse von Siliciumverbindungen. Dabei steht insbesondere die Synthese mehrfach metallierter Silanole und Siloxane im Vordergrund. A – Halogenierte Bis(metallo)silane: Durch schrittweise Umsetzung von HSiCl3 oder HSiCl2Me mit den Übergangsmetallaten Na[Fe(CO)2Cp] oder Li[W(CO)2PMe3Cp] wurden verschiedene bismetalliete Silane [LnM]2SiRCl (R = H, Me) aufgebaut. Durch weitere Derivatisierung konnten u.a. die Bis(ferrio)silane [Cp(OC)2Fe]2SiX2 (X = F, Cl, Br, I) dargestellt und z. T. durch Röntgenstrukturen charakterisiert werden. Aus diesen Verbindungen lassen sich durch photochemische CO-Eliminierung die µ2-silylenverbrückten Komplexe [Cp(OC)Fe]2(µ2-CO)(µ2-SiRHal) (R = Me, Halogen) gewinnen. B – Bis(metallo)silanole und –siloxane: Die unter A hergestellten Verbindungen dienten als Vorstufen zur Synthese der neuen Bis(ferrio)silanole [Cp(OC)2Fe]2SiX(OH) (X = H, Cl, OH) und des hetero-bismetallierten Silanols [Cp(OC)2Fe][Cp(OC)2PMe3]SiMe(OH). Dabei konnte lediglich [Cp(OC)2Fe]2SiH(OH) durch Hydrolyse des entsprechenden halogenierten Bis(ferrio)silans hergestellt werden. Alle anderen Bis(metallo)silanole wurden durch Oxygenierung der jeweiligen SiH-funktionellen Vorstufen mit Hilfe von Dimethyldioxiran synthetisiert. Alle Bis(metallo)silanole sind stabil bezüglich Eigenkondensation, lassen sich aber mit ClSiMe2H in die entsprechenden Siloxane [LnM]2SiR(OSiMe2H) umwandeln. C – Co2(CO)2 assistierte Hydrolyse von Silanen: Die Umsetzung verschiedener Si-H-funktioneller Silane R3Si-H mit Dicobaltoctacarbonyl führt unter H2-Entwicklung zu Cobaltio-Silanen R3Si-Co(CO)4. Diese besitzen eine extrem labile Si-CoBindung, welche sich durch zahlreiche protische Reagenzien spalten läßt. Es wurden u. a die Cobaltio-Silane Me3SiOSiMe2-Co(CO4), Me(OMe)2Si-Co(CO)4 und Ph2SiCo2(CO)7 generiert und durch Hydrolyse in verschiedene Silanole oder Siloxane überführt. Eine direkte hydrolytische SiH/SiOH-Umwandlung ist auch in Gegenwart katalytischer Mengen Co2(CO)8 möglich und wurde u.a. zur Darstellung des Bis(ferrio)siloxanols [Cp(OC)2Fe]2Si(OH)(OSiMe2H) genutzt. D – DFT-Berechnungen an Übergangsmetallverbindungen von Silicium und Phosphor: Die Strukturen der dimeren Siloxygallane (RH2SiOGaMe2)2 (R = H, tBu) wurden theoretisch berechnet. Man findet eine starke Abhängigkeit der Geometrie des zentralen viergliedrigen Ga-O-Ga-O-Ringes von Größe und relativen Position der exocyclischen Substituenten R. Struktur- und NBO-Analyse des cyclischen Metallasiloxans Cp(OC)(H)Fe[SiMe2O]2SiMe2 belegen den Einfluß des Cp(OC)(H)Fe-Fragmentes auf Struktur und Bindungsverhältnisse des Heterosiloxan Ringes. Relative thermodynamische Stabilitäten wurden für die diastereomeren Formen des kationischen Phosphankomplexe lk/ul-Cp*(OC)2Fe-P(Ph)(H)[CH(CO2Me)CH2CO2Me]+ und des µ2-silylenbrückten Eisenkomplexes cis/trans-[Cp(OC)Fe]2(µ2-CO)(µ2-SiH2) theoretisch berechnet.
N2  - The present Ph.D. thesis is dealing with the preparation of transition metal substituted silanes and with studies concerning the influence of various transition metal substituents on the chemical and spectroscopic properties on this class of silicon compounds. Special emphasis is laid upon the synthesis of silanols and siloxanes with multiple metal substituents A – Halogenated bis(metallo)silanes: Several bismetalated silanes [LnM]2SiRCl (R = H, Me) have been prepared by stepwise metalation of HSiCl3 or HSiCl2Me with the metalates Na[Fe(CO)2Cp] and Li[W(CO)2PMe3Cp]. Of these metallosilanes further derivatives have been prepared, e. g. the halogenated bis(ferrio)silanes [Cp(OC)2Fe]2SiX2 (X = F, Cl, Br, I), some of which could by characterized by X-ray structures. Photochemical CO elimination from these compounds yields µ2-silylene bridged complexes of the type [Cp(OC)Fe](µ2-CO)(µ2SiRHal) (R = Me, halogen). B – Bis(metallo)silanols and –siloxanes: The compounds prepared in chapter A have served as precursors in the synthesis of the novel bis(ferrio)silanols [Cp(OC)2Fe]2SiX(OH) (X = H, Cl, OH) and the hetero-bismetalated silanol [Cp(OC)2Fe][Cp(OC)2PMe3]SiMe(OH). Only [Cp(OC)2Fe]2SiH(OH) could be prepared via hydrolysis of the respective halogenated bis(ferrio)silane. The other bis(metallo)silanols were prepared by oxygenation of the SiH functional precursors using dimethyldioxirane. All bis(metallo)silanols are stable with respect to self condensation but can be readily converted with ClSiMe2H into the siloxanes [LnM]2SiR(OSiMe2H). C – Co2(CO)8 assisted hydrolysis of silanes: Reaction of various SiH functional silanes R3SiH with dicobaltoctacarbonyl leads to the formation of H2 and the cobaltio-silanes R3Si-Co(CO)4. The Si-Co bond in these metallosilanes is extremely weak and can be easily cleaved by protic solvents. Several cobaltio-silanes including Me3SiOSiMe2-Co(CO4), Me(OMe)2Si-Co(CO)4 and Ph2SiCo2(CO)7 have been generated and then converted by hydrolysis into silanols or siloxanes. A direct hydrolytic SiH/SiOH transformation can also be achieved in the presence of catalytic amounts of Co2(CO)8. This procedure has been used e.g. for the preparation of the bis(ferrio)siloxanol [Cp(OC)2Fe]2Si(OH)(OSiMe2H). D – DFT calculations of transition metal substituted compounds of silicon and phosphorous: The molecular structure of the dimeric siloxygallanes (RH2SiOGaMe2)2 (R = H, tBu) has been calculated. A significant dependence of the geometry of the central four membered Ga-O-Ga-O ring on size and relative position of the exocyclic substituents R was found. The calculated structure and NBO analysis of the cyclic metallasiloxane Cp(OC)(H)Fe[SiMe2O]2SiMe2 are demonstrating the impact of the Cp(OC)(H)Fe-fragment on structure and bonding within the hetero-siloxane ring. The relative thermodynamic stabilities of the diastereomeric forms of the cationic phosphane complex lk/ul-Cp*(OC)2Fe-P(Ph)(H)[CH(CO2Me)CH2CO2Me]+ and the µ2-silylene bridged iron complex cis/trans-[Cp(OC)Fe]2(µ2-CO)(µ2-SiH2) have been calculated.
KW  - Eisenkomplexe
KW  - Siliciumorganische Verbindungen
KW  - Chemische Synthese
KW  - Silicium
KW  - Silanole
KW  - Siloxane
KW  - Übergangsmetall
KW  - Oxofunktionalisierug
KW  - DFT
KW  - silicon
KW  - silanol
KW  - siloxane
KW  - transition metal
KW  - oxofunctionalization
KW  - DFT
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1181568
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hofmann, Marco
T1  - Ferriomethyl- und Wolframiomethyl-substituierte Silane, Silanole und Siloxane
T1  - Ferriomethyl- and Tungsteniomethyl-substituted silanes, silanols and siloxanes
N2  - Das Interesse an Übergangsmetall-substituierten Siloxanen ist in den vergangenen Jahren stark angewachsen. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass diesen Systemen eine wichtige Modellfunktion für auf Silica-Oberflächen verankerte, katalytisch aktive Übergangsmetallkomplexe zukommt, die eine Vielzahl organischer Reaktionen katalysieren und dabei sowohl die Vorteile der Homogenkatalyse als auch der Heterogenkatalyse in einem einzigen System vereinen. Weiterhin kommt ihnen auch eine wichtige Bedeutung als Vorstufen zur Darstellung von Silicon-Polymeren und Keramiken zu, die definierte Metallzentren in ihrem Polymer-Grundgerüst enthalten und somit als neue Werkstoffe mit hoher mechanischer und thermischer Stabilität sowie ausgezeichneten leitenden Eigenschaften dienen können. Metallosiloxane mit einer direkten Metall-Silicium-Bindung können über die entsprechenden Metallo-silanole generiert werden, die seit Beginn der 90er Jahre eine intensivere Bearbeitung erfahren. In dieser Arbeit wurden die ersten Vertreter von Metallo-silanolen dargestellt und bezüglich ihrer Reaktivität untersucht, in denen das Metall- und Siliciumatom durch einen Alkylidenspacer getrennt ist. Es wurde zunächst eine Reihe von C5R5(OC)2FeCH2-substituierten Silanolen über die Et3N-assistierte Hydrolyse von Ferriomethyl-chlorsilanen bzw. Oxygenierung von Si-H-funktionellen Ferriomethyl-silanen mit Dimethyldioxiran dargestellt. Die Stabilisierung durch das Metallfragment in β-Stellung zur Silanoleinheit erweist sich ebenfalls hinreichend für die Darstellung von Ferriomethyl-silandiolen und –silantriolen, wie anhand der Darstellung von Cp(OC)2Fe-CH2-Si(R)(OH)2 (R = Me, OH) nachgewiesen werden konnte. Allerdings zeigen diese Vertreter im Vergleich zu ihren Analoga mit direkter Fe-Si-Bindung eine z.T. deutlich erhöhte Eigenkondensationsneigung. Die Röntgenstrukturanalysen der Ferriomethyl-diorganosilanole C5R5(OC)2Fe-CH2-Si(Me)(R’)OH belegen deren Aggregation zu Tetrameren bzw. unendlichen Ketten im Festkörper über starke intermolekulare OH...O-Wasserstoffbrückenbindungen. Durch Et3N-assistierte Kondensation mit Organochlorsilanen, wie z.B. Me2Si(H)Cl lassen sich kontrolliert Ferriomethyl-substiuierte Di-, Tri- und Tetrasiloxane generieren. Auch der Aufbau von mehrkernigen Heterosiloxangerüsten ist möglich, wie exemplarisch anhand der Synthese von Cp(OC)2Fe-CH2-SiMe2O-M(Cl)Cp2 (M = Ti, Zr) überprüft wurde. Weiterhin können auch Modifikationen am Metallfragment vorgenommen werden, wie der photochemisch induzierte CO/PR3-Austausch an Cp(OC)2-CH2-SiMe2OH beweist. Die synthetisierten Ferriomethyl-siloxane mit δ-ständiger Si-H-Funktion eignen sich für weitere Umsetzungen, wie z.B. der oxidativen Addition der Si-H-Funktion an ungesättigte Metallfragmente. So lassen sich das Tri- bzw. Tetrasiloxan Cp(OC)2Fe-CH2-Si(R)(OSiMe2H)2 (R = Me, OSiMe2H) durch UV-Bestrahlung unter CO-Eliminierung glatt in die Cyclo(ferra)siloxane Cp(OC)(H)Fe-SiMe2-OSi(Me)(R)-OSiMe2 überführen. Abschließend wurde überprüft, ob sich die Chemie der Ferriomethyl-silanole auch auf andere Übergangsmetallfragmente übertragen lässt. Hierbei konnten Wolframiomethyl-silanole mit dem Cp(OC)2(Me3P)WCH2-Fragment dargestellt werden, wobei sich, im Gegensatz zu den Eisenvertretern, die Darstellungsmethode der Oxygenierung von Si-H-funktionellen Vorläufern als vorteilhafter erweist.
N2  - The interest in transition metal substituted siloxanes has rapidly grown in recent years. This is mainly due to their ability to serve as model systems for catalytically active transition metal complexes immobilized on a silica surface combining the advantages of homogeneous as well as those of heterogeneous catalysis in one system. In addition, these systems are also considered as precursors in the production of silicon polymers and ceramics with well-defined metal centres in the polymer backbone and can so be applied as new materials with good mechanical and thermal stability and excellent conducting properties. Metallo-siloxanes with a direct metal-silicon bond can be generated via the corresponding metallo-silanols which raised a greater attention in the last ten years. In this work the first examples of metallo-silanols have been synthesized and studied in which the metal and silicon atom are separated by an alkylidene spacer group. A number of C5R5(OC)2FeCH2-substituted silanols has been generated via Et3N-assisted hydrolysis of ferriomethyl-chlorosilanes and oxygenation of Si-H-functional ferriomethyl-silanes with dimethyldioxirane, respectively. The stabilizing effect of the metal fragment in β-position to the silanol unit is sufficient for the isolation of ferriomethyl-silanediols und –silanetriols as could be demonstrated in the synthesis of Cp(OC)2Fe-CH2-Si(R)(OH)2 (R = Me, OH). However, these compounds show an enhanced tendency to self-condensation compared to their analogues with a direct metal-silicon bond. The X-ray structure analyses of the ferriomethyl-diorganosilanols C5R5(OC)2Fe-CH2-Si(Me)(R’)OH show their aggregation to tetramers or infinite chains in the solid state, respectively, via strong intermolecular OH...O hydrogen bonds. Ferriomethyl-substiuted di-, tri- and tetrasiloxanes can be generated by controlled Et3N-assisted condensation with organochlorosilanes, e.g. Me2Si(H)Cl. Even binuclear heterosiloxanes can be synthesized as was proved by the synthesis of Cp(OC)2Fe-CH2-SiMe2O-M(Cl)Cp2 (M = Ti, Zr). In addition, there are also modifications at the metal fragment possible like the photochemically induced CO/PR3 substitution at Cp(OC)2-CH2-SiMe2OH. Ferriomethyl-siloxanes with a Si-H function in δ-position are suitable for further modifications, e.g. oxidative addition of the Si-H function to electronically unsaturated metal fragments. UV irradiation of the tri- and tetrasiloxanes Cp(OC)2Fe-CH2-Si(R)(OSiMe2H)2 (R = Me, OSiMe2H) leads to CO elimination producing the cyclo(ferra)siloxanes Cp(OC)(H)Fe-[SiMe2-OSi(Me)(R)-OSiMe2]. Finally it was examined if the chemistry of ferriomethyl-silanols can be transferred to compounds with other transition metal fragments. Tungsteniomethyl-silanols with a Cp(OC)2(Me3P)WCH2 fragment can be generated, whereas in contrast to the synthesis of ferriomethyl-silanols, the oxygenation method via Si-H functional precursors is more favourable.
KW  - Übergangsmetallkomplexe
KW  - Siliciumorganische Verbindungen
KW  - Chemische Synthese
KW  - Metallo-silanole
KW  - Metallo-siloxane
KW  - Hydrolyse
KW  - Oxygenierung
KW  - Kondensation
KW  - metallo-silanols
KW  - metallo-siloxanes
KW  - hydrolysis
KW  - oxygenation
KW  - condensation
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1181579
ER  - 
TY  - THES
A1  - Boras, Mihael
T1  - Primär-Phosphankomplexe und sekundäre Metallo-phosphane des Molybdäns und Wolframs
T1  - Primary phospine complexes of molybdenum and tungsten
N2  - Cyclopentadienyl-Triscarbonyl-Primärphosphankomplexe des Molybdäns und Wolframs lassen sich leicht aus den komplexen Metallhydriden mittels Hydridabstraktion und Zugabe des entsprechenden primären Phosphans synthetisieren. Die so erzeugten primären Phosphankomplexe lassen sich mit Triethylamin in die entsprechenden sekundären Metallo-phosphane überführen. Aufgrund ihrer ausgeprägten Nukleophilie können die Metallo-phosphane einer Vielzahl an Oxidationsreaktionen unterworfen werden und reagieren mit sanften Oxygenierungsmitteln wie 1,1-Dimethyldioxiran zu den entsprechenden Metallo-phosphanoxiden oder mit elementarem Schwefel bzw. Selen zu Chalkogen-phosphoranen und verwandten Verbindungen. Die oben beschriebenen Primärphosphankomplexe stellen Ausgangsverbindungen für die Reaktion mit elektronenarmen organischen Mehrfachbindungssystemen dar. Dabei wird durch die Zugabe katalytischer Mengen einer Base wie z.B. Triethylamin intermediär das korrespondierende Metallo-phosphan generiert das als Nukleophil an der Mehrfachbindung angreift. Abschließende Reprotonierung führt zur Ausbildung eines sekundären Phosphankomplexes, wobei formal eine Insertion des ungesättigten Systems (z.B. Maleinsäuredimethylester) in eine P-H-Bindung erfolgt. Auch Metallo-phosphane können für Insertionsreaktionen genutzt werden, wobei mit elektronenarmen Alkinen der Aufbau von Phosphabenzolderivaten gelingt.
N2  - Cyclopentadienyl-triscarbonyl-primary-phosphine complexes of molybdenum and tungsten can be easily prepared by hydride abstraction and addition of the corresponding phosphine starting with the metal hydrides. The thus formed primary phosphine complexes can be converted into the corresponding secondary metallo-phosphines using triethylamine. Due to their nucleophilic behaviour the metallo-phosphines can be used for oxygenation reactions. They react with 1,1-dimethyldioxirane to the corresponding metallo-phosphine-oxides or with elemental sulfur or selen to chalkogene-phosphoranes and related compounds. The primary phosphine complexes are starting materials for the reaction of electron deficient organic multiple bond systems. Addition of catalytic amounts of a base e.g. triethylamine leads to the generation of metallo-phosphines, a nucleophilic compounds that attacks the multiple bond. Reprotonation generates a secondary phosphine complexe as a result of an insertion of the unsaturated system (e.g. maleinic acid dimethylester) into a P-H bond. Metallo-phosphines can also be used for insertion reactions. Thus the use of electron deficient alkynes leads to the formation of phosphabenzene derivatives.
KW  - Übergangsmetallkomplexe
KW  - Sechste Nebengruppe
KW  - Phosphine
KW  - Molybdän
KW  - Phosphane
KW  - Wolfram
KW  - Metallkomplexe
KW  - Primärphosphankomplexe
KW  - Metallo-phosphan
KW  - Hydrophosphinierung
KW  - Wolfram
KW  - Molybdän
KW  - primary phosphine complexes
KW  - metallo-phosphines
KW  - hydrophosphination
KW  - tungsten
KW  - molybdenum
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-1281
ER  -