@phdthesis{Konieczka2017,
  author    = {Konieczka, Szymon Zbigniew},
  title     = {Untersuchungen zu neuen polyhalogenierten Aminocarba-\(closo\)-dodecaboraten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122548},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die Arbeit umfasst zum einen Untersuchungen zu hochhalogenierten 1-Aminocarba-closo-dodecaboraten, zum anderen Untersuchungen zu hochfluorierten Aminocarba-closo-dodecaboraten mit einer an ein Boratom gebundenen Amino-Funktion. Außerdem wurden im diesem Zuge closo-Undecaborat-Cluster untersucht, da diese als interessante Ausgangsverbindungen f{\"u}r funktionalisierte {CB11}-Derivate eingesetzt werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {carborane},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weirauch2017,
  author    = {Weirauch, Katja},
  title     = {Neue Herausforderungen an die professionellen Kompetenzen von Chemie-Lehrkr{\"a}ften durch die Implementation von Seminarf{\"a}chern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-151330},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Neuerungen in Bildungssystemen k{\"o}nnen nur erfolgreich sein, wenn sie planm{\"a}ßig implementiert werden. Maßgeblich ist hierf{\"u}r, dass die Lehrkr{\"a}fte {\"u}ber die entsprechenden professionellen Kompetenzen verf{\"u}gen. Die vorliegende Arbeit untersucht diesen Zusammenhang am Beispiel der Implementation von Seminarf{\"a}chern im bayerischem Gymnasium. Es wird identifiziert, welche neuen Herausforderungen Chemie-Lehrkr{\"a}fte mit Einf{\"u}hrung der Wissenschaftsprop{\"a}deutischen (W-) und Projekt-Seminare (P-) bew{\"a}ltigen m{\"u}ssen. Aus Interviews mit Lehrkr{\"a}ften wurden per qualitativer Inhaltsanalyse nach Mayring die Anforderungen an das Professionswissen der Lehrkr{\"a}fte identifiziert. F{\"u}r die W-Seminare konnte dargestellt werden, dass eine erfolgreiche Wissenschaftsprop{\"a}deutik h{\"a}ufig an fehlendem Fachwissen der Lehrkr{\"a}fte zu Nature of Science Inquiry (NOSI) scheiterte. Analog fehlte den Lehrkr{\"a}ften in den P-Seminaren Fachwissen zu Projektmanagement, sodass sie dies weder umsetzten, noch erfolgreich vermitteln konnten. Um die Lehrkr{\"a}fte bei der Bew{\"a}ltigung der Herausforderungen zu unterst{\"u}tzen, wurden vielf{\"a}ltige M{\"o}glichkeiten der Kooperation von Seminarf{\"a}chern mit der Universit{\"a}t als externem Partner erprobt. Methodenwerkzeuge f{\"u}r eine systematische Wissenschaftsprop{\"a}deutik wurden entwickelt und im Rahmen von Lehrerfortbildungen weitergegeben. Weiterhin wurde ein Lehr-Lern-Labor „Analyseverfahren der Chemie" f{\"u}r W-Seminare konzipiert und wiederholt erfolgreich durchgef{\"u}hrt. Damit wurden Erkenntnisse der empirischen Studie in nachweislich praxistaugliche Konzepte umgesetzt, die die erfolgreiche Implementation der Seminarf{\"a}cher unterst{\"u}tzen k{\"o}nnen.},
  subject      = {Seminarfach},
  language  = {de}
}
@phdthesis{WaagHiersch2017,
  author    = {Waag-Hiersch, Luisa},
  title     = {„iClick"-Reaktionen von Ru- und Rh-Azid-Komplexen mit elektronenarmen Alkinen: Regioselektivit{\"a}t, Stabilit{\"a}t und Kinetik},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146286},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die regioselektive Funktionalisierung von Bio(makro)molek{\"u}len erfordert Reaktionen, die mit einem biologischen System weder interagieren noch interferieren. Bestimmte funktionelle Gruppen, wie Azide oder Alkine, sind unter physiologischen Bedingungen inert, kommen nicht in der Natur vor, lassen sich selektiv miteinander verkn{\"u}pfen und sind nicht-toxisch gegen{\"u}ber Zellen und Organismen. F{\"u}r die Einf{\"u}hrung metallbasierter Funktionalit{\"a}ten in solche Zielstrukturen stellen Click-Reaktionen daher einen schnellen Zugang dar, wobei Reaktionen, die ohne Zusatz von Katalysator und bei Raumtemperatur ablaufen von besonderem Interesse sind. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher die „iClick"-Reaktion von Ruthenium-Azid-Komplexen der allgemeinen Formel [Ru(N3)(aren)(N-N)]+ mit bidentaten Stickstoffliganden sowie Rhodium-Azid-Komplexen der allgemeinen Formel [Rh(Cp*)(N3)(bpyR,R)]+ mit unterschiedlich substituierten 2,2'-Bipyridin-Coliganden (R = OCH3, H, COOCH3) gegen{\"u}ber elektronenarmen Alkinen zu untersuchen. R{\"o}ntgenstrukturanalysen der resultierenden Triazolat-Komplexe sollten den Koordinationsmodus best{\"a}tigten, da die Produkte der Click-Reaktionen prinzipiell als zwei verschiedene Regioisomere auftreten k{\"o}nnen. Die [Rh(Cp*)(N3)(bpyR,R)]CF3SO3-Komplexe mit 2,2'-Bipyridin (bpy), dem elektronenziehenden Ligand 4,4'-Bis(methoxycarbonyl)-2,2′-bipyridin (bpyCOOCH3,COOCH3) sowie dem elektronenschiebenden Ligand 4,4'-Dimethoxy-2,2'-bipyridin (bpyOCH3,OCH3) wurden aus den entsprechenden Rhodium-Chlorido-Komplexen durch F{\"a}llung des Halogenids mit Silbertrifluormethansulfonat und anschließender Umsetzung mit Natriumazid hergestellt. In L{\"o}sung waren diese Verbindungen jedoch nur begrenzt stabil, wobei der Komplex mit bpyOCH3,OCH3 am wenigsten empfindlich war, w{\"a}hrend [Rh(Cp*)(N3)(bpyCOOCH3,COOCH3)]CF3SO3 aufgrund der sehr schnellen Zersetzung nicht isoliert werden konnte. Die „iClick"-Reaktion der Rhodium-Azid-Komplexe mit 4,4,4-Trifluorobut-2-ins{\"a}ureethylester ergab dann aber die stabilen Triazolat-Komplexe [Rh(Cp*)(triazolatCF3,COOEt)(bpyR,R)]CF3SO3 in sehr guter Ausbeute. Die Ruthenium-Azid-Komplexe [Ru(N3)(N-N)(p­cym)]PF6 mit N-N = bpy, bpyCOOCH3,COOCH3, bpyOCH3,OCH3, Bipyrimidin (bpym) sowie Dipyrido[3,2­a:2',3'­c]phenazin (dppz) wurden ausgehend von den jeweiligen Ruthenium-Chlorido-Komplexen durch F{\"a}llung des Halogenid-Liganden mit Silbertrifluormethansulfonat und anschließender Umsetzung mit Natriumazid in guter bis moderater Ausbeute hergestellt. Um den Einfluss des Aren-Liganden zu untersuchen wurde außerdem der entsprechende Hexamethylbenzol-Komplex [Ru(N3)(bpy)(hmb)]CF3SO3 in moderater Ausbeute hergestellt. Alle [Ru(N3)(aren)(N-N)]X-Komplexe mit X = PF6- oder CF3SO3- wurden mittels 1H, 13C NMR- und IR-Spektroskopie, CHN-Analyse sowie ESI-Massenspektrometrie charakterisiert. Die „iClick"-Reaktion dieser Komplexe erfolgte mit 4,4,4-Trifluorobut-2-ins{\"a}ureethylester und teilweise auch mit Dimethylacetylendicaboxylat (DMAD) in sehr guter bis guter Ausbeute. Außerdem konnten f{\"u}r die R{\"o}ntgenstrukturanalyse taugliche Einkristalle von [Ru(triazolatCF3,COOEt)(bpy)(hmb)]CF3SO3 und [Ru(triazolatCF3,COOEt)(bpyCOOCH3,COOCH3)(p­cym)]PF6 erhalten werden, die die N2-Koordination des Triazolat-Liganden an das Zentralatom best{\"a}tigten. Um diese als metallbasierte Marker einsetzen zu k{\"o}nnen, m{\"u}ssen die resultierenden Triazolat-Komplexe bei biologisch relevanten pH-Werten und gegen{\"u}ber Ligandenaustausch, zum Beispiel mit den Aminos{\"a}ureseitenketten von Proteinen, stabil sein. Durch HPLC-Untersuchungen an [Ru(triazolatCF3,COOEt)(bpy)(hmb)]CF3SO3 wurde gezeigt, dass dieser Komplex in w{\"a}ssriger L{\"o}sung {\"u}ber einen pH-Bereich von 1 bis 8 bei Raumtemperatur mindestens 24 h stabil ist. Außerdem konnte eine weitgehende Stabilit{\"a}t gegen{\"u}ber Ligandenaustausch mit den Seitenketten der Aminos{\"a}uren L­Cystein, L-Histidin, L­Methionin und L-Glutamins{\"a}ure bei 37 °C {\"u}ber mindestens 72 h festgestellt werden. Insbesondere die Geschwindigkeit der „iClick"-Reaktion ist in einem biologischen Kontext von Bedeutung, da die Konjugationsreaktionen schneller ablaufen m{\"u}ssen als interessierende biologische Prozesse. Mittels HPLC und IR-Spektroskopie wurde f{\"u}r die „iClick"-Reaktion der Rutheniumazid-Komplexe [Ru(N3)(bpyR,R)(p-cym)]PF6 mit R = OCH3, H oder COOCH3 sowie [Ru(N3)(bpy)(hmb)]CF3SO3 mit einem {\"U}berschuss an 4,4,4-Trifluorobut-2-ins{\"a}ureethylester Geschwindigkeitskonstanten pseudoerster Ordnung im Bereich von 1 ­ 3*10-3 s-1 bestimmt. Außerdem war es mittels IR-Spektroskopie in L{\"o}sung m{\"o}glich die Geschwindigkeits-konstante pseudoerster Ordnung f{\"u}r die „iClick"-Reaktion der Rhodiumazid-Verbindungen [Rh(Cp*)(N3)(bpyR,R)]CF3SO3 mit R = OCH3, H oder COOCH3 und 4,4,4-Trifluorobut-2-ins{\"a}ureethylester zu 2 ­ 4*10-3 s-1 zu ermitteln. Insgesamt zeigte sich, dass Komplexe mit elektronenreichen Coliganden schneller mit 4,4,4-Trifluorobut-2-ins{\"a}ureethylester reagieren als solche mit elektronen{\"a}rmeren Liganden. Auch war die Geschwindigkeitskonstante f{\"u}r die Reaktion der Rhodium-Komplexe h{\"o}her als f{\"u}r die Rutheniumverbindungen. Die Geschwindigkeitskonstanten zweiter Ordnung wurden aus der 19F NMR-spektroskopischen Untersuchung der Reaktion von 4,4,4-Trifluorobut-2-ins{\"a}ureethylester und [Ru(N3)(bpyR,R) (p-cym)]PF6 mit R = OCH3, H oder COOCH3 sowie [Ru(N3)(bpy)(hmb)]CF3SO3 bei 20 °C bestimmt. Bei ann{\"a}hernd gleichem Verh{\"a}ltnis von Alkin und Rutheniumazid-Komplexen wurden Geschwindigkeitskonstanten im Bereich von 1 - 2*10-2 L mol-1 s-1 erhalten. Diese sind gr{\"o}ßer als die der Staudinger-Ligation, aber kleiner als die der spannungsinduzierten Azid-Alkin Cycloaddition. Prinzipiell sollte damit also eine biologische Anwendung m{\"o}glich sein. Außerdem wurde die Aktivierungsenergie der Reaktion von [Ru(N3)(bpy)(p­cym)]PF6 mit 4,4,4-Trifluorobut-2-ins{\"a}ureethylester aus der Untersuchung der Temperaturabh{\"a}ngigkeit im Bereich von -20 °C bis +20 °C mit VT-NMR zu 46.1 kJ mol-1 bestimmt. In den 19F NMR-Spektren des Reaktionsgemisches zeigte sich bei -20 °C neben dem Signal des N2-koordinierten Triazolats außerdem ein weiteres, das dem N1-Isomer zuzuordnen ist, welches bei Erw{\"a}rmen jedoch wieder verschwand. In einer DFT-Rechnung wurde die Geometrie von [Ru(N3)(bpy)(hmb)]CF3SO3 optimiert. Dabei zeigte sich, dass nur etwa 25 - 30\% aller Trajektorien angreifender Alkinmolek{\"u}len einen Zugang zum Azid erm{\"o}glichen, sodass die Reaktionsgeschwindigkeit um etwa einen Faktor vier niedriger liegen sollte als f{\"u}r nicht oder nur wenig abgeschirmte Organoazid-Verbindungen. Die „iClick"-Reaktion der hier untersuchten Metall-Azid-Komplexe mit elektronenarmen Alkinen zeigt also bereits jetzt Reaktionsgeschwindigkeiten vergleichbar etablierter Biokonjugationsreaktionen. In Zukunft sollte daher das Potential anderer Metall-Azid-Bausteine untersucht und auch das Alkin variiert werden.},
  subject      = {Ruthenium},
  language  = {de}
}
@phdthesis{NitschgebLube2017,
  author    = {Nitsch [geb. Lube], J{\"o}rn S.},
  title     = {Struktur, Reaktivit{\"a}t und Photophysik von Kupfer(I)-Komplexen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123787},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {In der Arbeit wurden die Strukturen, Reaktivit{\"a}ten und die Photophysik von verschiedenen Kupfer(I)-Komplexen untersucht. Dazu wurden zun{\"a}chst Kupfer(I)-Halogenid und -Pseudohalogenid Verbindungen der Typen [CuX] und [Cu2I2] mit Phenanthrolin und dessen Derivaten sowohl strukturell als auch photophysikalisch detailliert charakterisiert. Diese Verbindungen weisen eine breite XMLCT-Absorption zwischen 450-600 nm und Emissionsbanden zwischen 550-850 nm im Festk{\"o}rper auf. Es zeigte sich f{\"u}r diese strukturell einfachen Verbindungen ein komplexes und sehr unterschiedliches photophysikalisches Verhalten. Dabei wurde neben strukturellen Parametern, wie z.B. π-Wechselwirkungen, auch der Einfluss des Halogen bzw. Pseudohalogenatoms untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mindestens zwei angeregte Zust{\"a}nde an der Emission von [CuI(dtbphen)] (16) und [CuBr(dtbphen)] (17) im Feststoff beteiligt sind und es wurden m{\"o}gliche Mechanismen wie TADF und die Beteiligung von zwei Triplett Zust{\"a}nden diskutiert. Die Glasmatrixmessungen von 17 in 2-Methyltetrahydrofuran wie auch die temperaturabh{\"a}ngigen Messungen von [Cu2(µ2-I)2(dmphen)2] (21) zeigen im Gegensatz dazu keinen Hinweis auf TADF. In der Summe zeichnet sich ein komplexes photophysikalisches Bild dieser Komplexe, in der neben molekularen Parametern auch Festk{\"o}rpereffekte eine wichtige Rolle spielen und die eine einfache Zuordnung zu einem bestimmten Mechanismus schwierig machen. Neuartige Verbindungen mit einem Cuban-Strukturmotiv [L4Cu4X4] (X = Br (32) und Cl (33)), die von einem Phosphininliganden (L = 2,4-Diphenyl-5-methyl-6-(2,3-dimethylphenyl)-phosphinin, 31) koordiniert sind, wurden in einer weiteren Studie photophysikalisch untersucht. Im Gegensatz zu anderen Schweratomkomplexen des Phosphinins, wie z.B. [Ir(C^P)3] (mit C^P = cyclometalliertes 2,4,6-Triphenylphosphinin) zeigen die Cu(I)-Verbindungen bereits bei Raumtemperatur eine intensive Phosphoreszenz. Die LE-Emission kann auf der Grundlage von DFT-Rechnungen einem 3XMLCT Zustand zugeordnet werden. Im Kontrast zu strukturanalogen Pyridin Komplexen ist kein clusterzentrierter 3CC {\"U}bergang festzustellen, sondern eine schwache HE-Emissionsbande ist mit großer Wahrscheinlichkeit der Restfluoreszenz des Phosphininliganden 31 geschuldet. Eine weitere Ligandenmodifikation wurde mit der Einf{\"u}hrung von NHCs als starke σ-Donor Liganden erreicht. Einerseits wurde die Photophysik von [Cu2Cl2(NHC^Pic)2]-Systemen (mit NHC^Pic = N-Aryl-N'-(2-picolyl) imidazolin 2 yliden) untersucht, die einen Hybridliganden mit Picolyl- und NHC Funktionalit{\"a}t beinhalten. Es konnte gezeigt werden, dass diese Verkn{\"u}pfung eines starken σ-Donoren und eines π*-Akzeptors zu hohen Quantenausbeuten von bis zu 70\% f{\"u}hren kann, wenn zus{\"a}tzlich auch dispersive Cu-Cu-Wechselwirkungen vorhanden sind. Die Effizienz der Emission kann sich bei Anwesenheit dieser dispersiven Interaktionen im Gegensatz zu Systemen ohne kurze Cu-Cu-Abst{\"a}nde um den Faktor zwei erh{\"o}hen. Dinukleare Strukturen von Typ [Cu2Cl2(IMesPicR)2] wurden f{\"u}r die Komplexe 41-44 gefunden, die einen Donor-Substituenten in der para-Position der Picolyl-Funktionalit{\"a}t tragen. F{\"u}r eine Nitro-Gruppe in der 4-Postion konnte der mononukleare Komplex [CuCl(IMesPicR)] (45) isoliert werden. Ferner k{\"o}nnen die Substituenten am NHC ebenfalls die Strukturen im Festk{\"o}rper beeinflussen. So kann f{\"u}r 46 eine polymere Struktur [CuCl(IDippPic)]∞ festgestellt werden. Die Emission in diesen Systemen ist mit einer Elektronenumverteilung aus der Pyridin- und Carbenfunktionalit{\"a}t in das Kupfer- bzw. Chloridatom (LMXCT-{\"U}bergang) verbunden. Dabei zeigen die Komplexe [Cu2Cl2(IMesPicH)2] (41), [Cu2Cl2(IMesPicMe)2] (42) und [Cu2Cl2(IMesPicCl)2] (43) zus{\"a}tzlich Anzeichen von TADF. Zum anderem sind NHC Liganden und dispersive Cu-Cu-Wechselwirkungen Gegenstand einer weiteren strukturellen und photophysikalischen Studie. In dieser wurden die Cu-Cu-Abst{\"a}nde in dinuklearen Kupfer(I)-Bis-NHC-Komplexen [Cu2(tBuIm2(R^R))2](PF6)2 (50-52) durch die Einf{\"u}hrung von Methylen, Ethylen und Propylenbr{\"u}ckeneinheiten systematisch variiert. Die erhaltenen Komplexe wurden strukturell und photophysikalisch mit einem mononuklearen Komplex [Cu(tBu2Im)2](PF6) (53) verglichen. Dadurch konnte der Einfluss von kurzen Cu-Cu-Abst{\"a}nden auf die Emissionseigenschaften gezeigt werden, auch wenn der genaue Ursprung einer ebenfalls beobachteten Mechanochromie noch nicht g{\"a}nzlich aufgekl{\"a}rt ist. M{\"o}glich ist die Existenz verschiedener Konformere in den Pulverproben (Polymorphie), die das Entstehen niederenergetischer Banden in der zerriebenen, amorphen Pulverprobe von [Cu2(tBuIm2(C3H6))2](PF6)2 (52), aber auch die duale Emissionen von [Cu2(tBuIm2(CH2))2](PF6)2 (50) und [Cu2(tBuIm2(C2H4))2](PF6)2 (51) erkl{\"a}ren k{\"o}nnten. Die hochenergetische Bande kann f{\"u}r alle Komplexe aufgrund von DFT-und TD-DFT-Rechnungen, 3LMCT Zust{\"a}nden zugeordnet werden, w{\"a}hrend niederenergetische Emissionsbanden immer dann zu erwarten sind, wenn 3MC-Zust{\"a}nde populiert werden k{\"o}nnen, bzw. wenn dispersive Cu-Cu-Wechselwirkungen m{\"o}glich sind. Der letzte Beweis steht jedoch mit der Isolation anderer polymorpher Phasen und derer photophysikalischen Charakterisierung noch aus. Im letzten Teil dieser Arbeit wurde gezeigt, wie die Deformations und Interaktionsenergie das Koordinationsverhalten und die Reaktivit{\"a}t von d10 [M(NHC)n]-Komplexen beeinflussen k{\"o}nnen. Hierzu wurden die Bildung von d10-[M(NHC)n]-Komplexen (n = 1-4; mit M = Co-, Rh-, Ir-, Ni, Pd, Pt, Cu+, Ag+, Au+, Zn2+, Cd2+ and Hg2+) in der Gasphase und in polarer L{\"o}sung (DMSO) auf DFT-D3(BJ)-ZORA-BLYP/TZ2P-Niveau berechnet und die Bindungssituation der Metall-Carben-Bindung analysiert. Dabei zeigt sich, dass dikoordinierte Komplexe [M(NHC)2] f{\"u}r alle d10-Metalle thermodynamisch stabile Spezies darstellen, jedoch jede weitere h{\"o}here Koordination stark vom Metall bzw. von der Deformationsenergie abh{\"a}ngen. Hier konnte auf Grundlage einer quantitativen Kohn Sham-Molek{\"u}lorbitalbetrachtung die Ursache f{\"u}r die unterschiedlich hohen Werte der Deformationsenergie (ΔEdef) in den NHC‒M‒NHC-Fragmenten aufgekl{\"a}rt werden. Hohe Werte sind auf ein effektives sd-Mischen bzw. auf das σ-Bindungsger{\"u}sts zur{\"u}ckzuf{\"u}hren, w{\"a}hrend niedrige bzw. negative Werte von ΔEdef mit einem signifikanten π-R{\"u}ckbindungsanteil assoziiert sind. Zudem ist ein hoher elektrostatischer Anteil in der Interaktionsenergie ein wichtiger Faktor. So k{\"o}nnen trotz hoher berechneter Werte f{\"u}r die Deformationsenergien der Gruppe 12 (Zn(II), Cd(II) und Hg(II)), tetrakoordinierte Komplexe der Form [M(NHC)4] hohe thermodynamische Stabilit{\"a}t aufweisen. Diese allgemeinen Beobachtungen sollten nicht auf den NHC-Liganden beschr{\"a}nkt sein, und sind deswegen f{\"u}r Synthesen und Katalysezyklen von Bedeutung, in denen d10-MLn (n = 1-4) Komplexe Anwendung finden.},
  subject      = {Kupferkomplexe},
  language  = {de}
}