@phdthesis{Maier2024, author = {Maier, Matthias}, title = {Inorganic and Inorganic-Organic Hybrid Polymers Containing BN Units in the Main Chain}, doi = {10.25972/OPUS-35153}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351536}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {π-Conjugated organic polymers have attracted tremendous attention in the last decades, and the interest in these materials is mainly driven by their applicability in next-generation electronic and optoelectronic devices (OLEDs, OFETs, photovoltaics). The partial or complete replacement of carbon atoms by main group elements in conjugated polymers can significantly change the characteristics and applications of these macromolecules. In this work, a class of inorganic polymers comprising a backbone of exclusively boron and nitrogen atoms (poly(iminoborane)s, PIBs) and their monodisperse oligomers is described. In addition, novel inorganic-organic hybrid polymers containing BN units in their polymer backbone were synthesized and characterized. In chapter 2.1, the development of catalytic B-N coupling routes for the controlled synthesis of macromolecular materials is described. While the reaction of an N-silyl-B-chloro-aminoborane with the electrophilic reagent trimethylsilyl triflate led to effective B-N coupling, the reaction with a silver(I) salt resulted in an intramolecular Cl/Me exchange between the boron and silicon centers. In chapter 2.2-2.4, the study of oligo- and poly(iminoborane)s is discussed. Monodisperse and cyclolinear oligo(iminoborane)s based on diazaborolidines with up to 7 boron and 8 nitrogen atoms were synthesized by successively extending the B-N main chain. However, the use of benzodiazaborolines only led to limited BN catenation. Furthermore, the redistribution processes resulting from the reaction of longer oligomers with non-stoichiometric amounts of (di)halogenated boranes is reported. In chapter 2.5-2.6, the synthesis of 1,2,5-azadiborolanes as building blocks for the synthesis of poly(iminoborane)s and inorganic-organic hybrid polymers is described. While the attempt to apply an azadiborolane with sterically demanding groups on the boron-bridging ethylene unit for the construction of PIB was unfeasible, it was successfully incorporated in inorganic-organic hybrid polymers. Photophysical studies indicated π-conjugation along the polymer chain. A first attempt to synthesize PIBs based on azadiborolanes with unsubstituted ethylene units showed promising results. In chapter 2.7-2.8, a comprehensive study of poly(arylene iminoborane)s, which are BN analogs of poly(arylene vinylene)s is described, and the properties of four polymers as well as twelve monodisperse oligomers were investigated. Photophysical investigations of the monomers, dimers and polymers showed a systematic bathochromic shift of the absorption maximum with increasing chain length and thiophene content. Based on TD-DFT calculations of the model oligomers, the lowest-energy absorption band could be assigned to HOMO to LUMO transitions with π-π* character. The oligo- and poly(arylene iminoborane)s showed only very weak to no emission in solution but they were emissive in the solid state. For four oligomers the aggregation induced emission (AIE) in a THF/water mixture was investigated and DLS studies confirmed the formation of nanoaggregates. In chapter 2.9, oligo- and polymerizations of sulfur-containing building blocks and subsequent pH-triggered degradation of the products is described. While a sulfilimine-containing oligomer could not be isolated, the sulfone-, sulfoximine-, and sulfoxide-containing molecular oligomers and polymers could be successfully synthesized by B=N or B-O bond formation reactions. The sulfur-containing building blocks were successfully released under acidic or basic conditions, which was confirmed by NMR spectroscopy and mass spectrometry.}, subject = {Anorganische Polymere}, language = {en} } @phdthesis{Weber2024, author = {Weber, Manuel}, title = {Synthese, Charakterisierung und Eigenschaften neuartiger carboranyl-substituierter NHC-Liganden und Anwendung in der Metallkomplex-Chemie}, doi = {10.25972/OPUS-25814}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-258143}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Im Fokus der Dissertation stand die Synthese von Vorstufen (Imidazoliumsalze) f{\"u}r NHC-Liganden sowie die Umsetzung dieser Verbindungen zu N-heterocyclischen Carbenen unter Verwendung des Carba-closo-dodecaborat-Anions. Hierbei wurde der Cluster {\"u}ber die Position B12 oder B7 an das Stickstoffatome des Imidazols gebunden. Zur Synthese wurden unterschiedliche Routen ausgehend von \(Cs[12-I-closo-1-CB_{11}H_{11}]\) und \(12-PhI-closo-1-CB_{11}H_{11}\) sowie den entsprechenden 7-Isomeren untersucht und miteinander verglichen. Die isomerenreinen Synthesen wurden hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile untersucht und so optimiert. Es wurden sowohl unsymmetrische Imidazoliumsalze mit dem Carba-closo-dodecaborat-Anion auf der einen Seite und Alkyl- oder Arylreste (Butyl, Methyl, Phenyl, p-Methoxyphenyl, p-Fluorphenyl-, Vinyl-, Benzyl- und Mesitylsubstituenten) als auch die symmetrische Variante mit zwei Carboranylcluster synthetisiert. Besonders hervorzuheben ist hierbei, dass die Synthese des Bis(1,3-Carboran-12-yl)imidazolatanions in einer Buchwald-Hartwig-Kreuzkupplungsreaktion durch Umsetzung der Reagenzien \(Cs[12-I-closo-1-CB_{11}H_{11}]\) und \(Cs[12-Imidazolyl-closo-1-CB_{11}H_{11}]\) durch 1 zu 1 Umsetzung miteinander reagiert haben. In den meisten bisher literaturbekannten und im Rahmen der Doktorarbeit untersuchten Buchwald-Hartwig-Kreuzkupplungsreaktionen sind 4-14 {\"A}quivalente des Amins notwendig. Dar{\"u}berhinaus erfordert das Amin h{\"a}ufig eine Aktivierung durch Umsetzung zu Lithiumorganylen. Dies war bei der Umsetzung von \(Cs[12-I-closo-1-CB_{11}H_{11}]\) mit \(Cs[12-Imidazolyl-closo-1-CB_{11}H_{11}] \) nicht notwendig und zeigt den starken elektronenschiebenden Effekt des Clusters auf. Die unsymmetrischen Imidazoliumsalze konnten durch Umsetzung mit n-Butyllithium zu C2-NHC-Derivate umgesetzt werden. Bei der Umsetzung des Bis(1,3-Carboran-12-yl)imidazolatanions bildete sich zun{\"a}chst ein Gemisch aus dem C2- und C5-Isomer, des Weiteren ist anteilig auch die Deprotonierung am Clusterkohlenstoffatom aufgetreten.}, subject = {Imidazoliumsalze}, language = {de} } @phdthesis{Okorn2024, author = {Okorn, Alexander}, title = {Synthese und Reaktivit{\"a}t von PAH-substituierten Diborenen und Dihydroanthracendiyl-verbr{\"u}ckten Diborverbindungen}, doi = {10.25972/OPUS-34836}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-348368}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftig sich mit der Synthese und Reaktivit{\"a}t von Phosphan-stabilisierten Diborenen, die auf Grund ihres Substitutionsmusters {\"u}ber ein erh{\"o}htes Reaktivit{\"a}tsverm{\"o}gen verf{\"u}gen. Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt die Synthese von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoff (PAH)-substituierten, Trimethylphosphan-stabilisierten Diborenen. Im zweiten Abschnitt dieser Arbeit wird die Synthese von Diborenen beschrieben, welche in einer Dihydroanthracendiyl-verbr{\"u}ckten Ringstruktur eingebunden sind.}, language = {de} } @phdthesis{Haefner2024, author = {H{\"a}fner, Alena}, title = {Reaktivit{\"a}t eines \(ortho\)-phenylenverbr{\"u}ckten Diborans und Darstellung von gespannten C\(_2\)B\(_2\)-Ringsystemen}, doi = {10.25972/OPUS-34802}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-348020}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die Dissertation befasst sich mit der Reaktivit{\"a}t von 1,2-Bis(dichlorboryl)benzol. Im ersten Kapitel wird auf die Problematik bei dessen Synthese eingegangen. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Bildung von entsprechenden Boran-Addukten mit verschiedenen Lewis-Basen. Das dritte Kapitel beschreibt die Synthese eines neuartigen, vollst{\"a}ndig unges{\"a}ttigten 1,2-Diboretdiradikals, welches durch die schrittweise Reduktion des 1,2-[(CAAC)BCl2]2-Benzols erhalten wurde. Dar{\"u}ber hinaus konnte bei dieser schrittweisen Reduktion ebenfalls das einfache Borylradikal, das nicht-cyclische Diradikal und das dianionische gespannte C2B2-Ringsystem erhalten werden. Anf{\"a}ngliche Reaktivit{\"a}tsstudien zum 1,2-Diboretdiradikal zeigen zudem, dass die B-B-Bindung durch Umsetzung mit Kohlenstoffmonoxid gespalten und so ein Bisborylen dargestellt werden kann. Im vierten Kapitel konnte das 1,2-Bis(dichlorboryl)benzol durch Transmetallierungsreaktionen zu verschiedenen, sich in ihren Eigenschaften stark unterscheidenden, Verbindungen umgesetzt werden. So konnte das fluoreszierende ortho-phenylenverbr{\"u}ckte Bis-9-Borafluoren erhalten werden, aus welchem durch W{\"a}rmezufuhr das ebenfalls fluoreszierendes diboraanthracenartige Umlagerungsprodukt gewonnen werden konnte. Beide Verbindungen wurden auf ihre photophysikalischen und elektrochemischen Eigenschaften untersucht. Weiterhin konnten polycyclische Boracyclen mit C10B2-Ger{\"u}st erhalten werden, bei welchen instantan die selektive Bildung von zwei chiralen Zentren {\"u}ber eine Vielzahl an B-C-Bindungsbr{\"u}chen und -kn{\"u}pfungen beobachtet wurde. Zuletzt konnte ein thermisch empfindliches, potentiell explosives Azid-verbr{\"u}cktes Azidoboran dargestellt werden, bei welchem eine Staudinger-artige Reaktivit{\"a}t beobachtet werden konnte.}, subject = {Biradikal}, language = {de} } @phdthesis{Rumpel2024, author = {Rumpel, Matthias}, title = {Development of Components for Solid-State Batteries and their Characterization}, doi = {10.25972/OPUS-34715}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-347154}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {This Ph.D. thesis has addressed several main issues in current ASSB research within four studies. Ceramic ASSBs are meant to enable the implementation of Li-metal anodes and high voltage cathode materials, which would increase energy density, power density, life time as well as safety aspects in comparison with commercially available liquid electrolyte LiBs. In this thesis, several scientific questions arising on the cathode side of ASSBs have been focused on. With respect to the target system of a ternary composite bulk cathode consisting of ceramic active material, ceramic SSE and an electrically conductive component, studies about the thermal stabilities of these components and their impact on the electrochemical performance have been conducted. Particulate bulk cathode composites have to fulfil electrochemical, chemical, mechanical and structural requirements in order to compete with commercial LiBs. Particularly, the production process requires high-temperature sintering to obtain firmly bonded contacts in order to maximize the electrochemically active area, charge transfer and ionic conduction. However, interdiffusion, intermixing and decomposition of the initial components during sintering result in low-performing ASSBs so far. These side reactions during high-temperature treatment have been investigated in order to gain a better understanding of these mechanisms and to enable a better controlling of the manufacturing process as well as to simplify the choice of material combinations. The first two parts of this thesis deal with the thermal stability of the ceramic SSE LATP in combination with various active materials and with the validation of a probable improvement of the sintering process due to liquid phase sintering of LATP by adding Li3PO4. In the third and fourth parts, the impact of interdiffusion, intermixing and decomposition on the electrochemical performance of TF-SSBs based on the active material LMO and the ceramic SSE Ga-LLZO has been investigated.}, subject = {Elektrochemie}, language = {en} } @phdthesis{Foehrenbacher2023, author = {F{\"o}hrenbacher, Steffen Albert}, title = {Tris(pentafluorethyl)difluorphosphoran als \(Lewis\)-saure Komponente von Frustrierten \(Lewis\)-Paaren und als Fluorid-Akzeptor in der {\"U}bergangsmetallchemie}, doi = {10.25972/OPUS-25160}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251602}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Reaktivit{\"a}t des Phosphorans (C2F5)3PF2 gegen{\"u}ber Lewis-Basen (N-heterozyklische Carbene und Phosphane) und gegen{\"u}ber verschiedenen {\"U}bergangsmetall-Fluoridokomplexen untersucht. Im ersten Teil werden die Lewis-S{\"a}ure/Base-Addukte zwischen (C2F5)3PF2 und verschiedenen N-heterozyklischen Carbenen (NHCs) beschrieben. Der Fokus des zweiten Teils der Arbeit liegt auf der Darstellung kationischer Komplexe ausgehend von neutralen d-Block-Metallfluoriden, welche durch Fluorid-Transfer auf das Lewis-acide (C2F5)3PF2 erfolgt. Hierbei wurden Komplexe verschiedener {\"U}bergangsmetalle (Ti, Ni, Cu) verwendet, wodurch der Fluorid-Transfer auf das Phosphoran quer {\"u}ber die 3d-Reihe untersucht wurde. Im letzten Kapitel dieser Arbeit wurden die Synthese und die Anwendung von Kationen des Typs [(NHC)Cu]+ eingehender untersucht. Dazu wurde zun{\"a}chst die Synthese der Ausgangsverbindungen [(NHC)Cu(F)] modifiziert. Anschließend wurden diese Fluorido-Komplexe auf deren Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber (C2F5)3PF2 untersucht. Nachfolgend wurden die Reaktivit{\"a}t von [(Dipp2Im)Cu(C6Me6)]FAP in Ligandenaustauschreaktionen bzw. die Synthese von Komplexen [(Dipp2Im)Cu(LB)]FAP (LB = Lewis-Base) eingehender untersucht.}, subject = {Phosphorane}, language = {de} } @phdthesis{Gaertner2023, author = {G{\"a}rtner, Annalena}, title = {Synthese und Reaktivit{\"a}t niedervalenter Borverbindungen}, doi = {10.25972/OPUS-29277}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-292771}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Die Dissertation befasst sich mit der Synthese und Reaktivit{\"a}t verschiedener niedervalenter Borverbindungen. In dem ersten Kapitel der Arbeit wurde das CAAC-stabilisierte Cyano(hydro)borylanion auf seine Bor- sowie Stickstoff-zentrierte Nucleophilie hin untersucht. Das ambidente Reaktionsverhalten der Verbindung konnte gegen{\"u}ber verschiedenen Kohlenstoffelektrophilen sowie Monohalogenboranen nachgewiesen werden. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Aktivierung, Fixierung und Verkettung von Distickstoff durch Borylene. Es gelang den Mechanismus experimentell sowie quantenchemisch aufzukl{\"a}ren. Das Folgeprodukt der Protonierung, welches ein Bisborylhydrazindiradikal darstellt, wurde weitergehend auf seine Reaktivit{\"a}t als Reduktionsmittel untersucht und konnte selektiv einfach sowie zweifach oxidiert werden. Das dritte Kapitel beschreibt die Synthese eines neuartigen, vollst{\"a}ndig unges{\"a}ttigten 1,2-Diboretdiradikals, welches durch die schrittweise Reduktion des 2,3-[(CAAC)BBr2]2-Naphthalins erhalten wurde. Anf{\"a}ngliche Reaktivit{\"a}tsstudien zu dem 1,2-Diboretdiradikal zeigen zudem, dass die Verbindung als Bor-Bor-Mehrfachbindung gegen{\"u}ber einem Azid reagiert, jedoch durch die Umsetzung mit Kohlenstoffmonoxid auch zu einem Bisborylen gespalten werden kann.}, subject = {Borylene}, language = {de} } @phdthesis{Nees2023, author = {Nees, Samuel}, title = {Synthese und Reaktivit{\"a}t von niedervalenten Aluminium-Phosphor-Verbindungen}, doi = {10.25972/OPUS-29284}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-292848}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Darstellung und Reaktivit{\"a}t von Cp substituierten Aluminium(I)-Verbindungen. Außerdem konnten die ersten Vertreter f{\"u}r planare Cyclopenten-4-yl-Kationen dargestellt werden. Die Reaktivit{\"a}t von Cp3tAl(I), [AlCp*]4 und DipNacNacAl wurde gegen{\"u}ber Cyclotriphosphiranen untersucht. In Abh{\"a}ngigkeit vom sterischen Anspruch der Substituenten am Phosphor- und Aluminiumatom wurden hierbei verschiedenartige AlP-Ringsysteme erhalten. Desweiteren wurden Phospha-Wittig-Reagenzien als Phosphinidenquelle f{\"u}r die Umsetzung mit Aluminium(I)-Spezies getestet, wobei verschiedene 3- und 4 gliedrige Strukturmotive erhalten werden konnten. Bei Erh{\"o}hung der Sterik am Phospha-Wittig-Reagenz zu einem DipTer-Substituenten konnte im Fall der Umsetzung mit [AlCp*]4 der ersten Vertreter eines Phosphaalumens dagestellt werden. In ersten Reaktivit{\"a}tsstudien mit unges{\"a}ttigten Substraten konnten f{\"u}r Doppelbindungssysteme charakteristische Additionsreaktionen nachgewiesen werden.}, subject = {Niedervalente Verbindungen}, language = {de} } @phdthesis{Fuchs2023, author = {Fuchs, Sonja}, title = {Synthese und Reaktivit{\"a}t von anellierten Borolen und Diboramakrocyclen}, doi = {10.25972/OPUS-28946}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-289460}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Synthese neuer anellierter Borole und Boramakrocyclen, so wie deren Reaktivit{\"a}ten und Eigenschaften.}, subject = {Borole}, language = {de} } @phdthesis{Troester2023, author = {Tr{\"o}ster, Tobias}, title = {Darstellung und Reaktivit{\"a}t von Beryllolen sowie Dibenzoberyllolen}, doi = {10.25972/OPUS-28911}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-289117}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit konnte zun{\"a}chst die Reaktivit{\"a}t des CAAC-substituierten 2,3,4,5-Tetraphenylberyllols gegen{\"u}ber h{\"a}ufig verwendeten Substraten f{\"u}r Ringerweiterungsreaktionen und Cycloadditionen untersucht werden. Weiterhin wurde die Darstellung eines neuen monocyclischen Beryllols beschrieben, welches aufgrund seines ver{\"a}nderten R{\"u}ckgrats eine erh{\"o}hte Reaktivit{\"a}t verspricht. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wurde die Verbindungsklasse der Dibenzoberyllole erstmals zug{\"a}nglich gemacht. Zus{\"a}tzlich wurde deren Reduktionsverhalten und thermische Zersetzung beispielhaft anhand eines CAAC-substituierten Dibenzoberyllols aufgekl{\"a}rt. Im letzten Teil erfolgte die Untersuchung der Reaktivit{\"a}t dieser neuen Verbindungsklasse gegen{\"u}ber Lewisbasen und typischen Substraten f{\"u}r Ringerweiterungsreaktionen. Weiterhin wurde die M{\"o}glichkeit, Dibenzoberyllole als Transferreagenzien f{\"u}r das Biphenylr{\"u}ckgrat zu nutzen, ermittelt.}, subject = {Beryllium}, language = {de} }