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N-Heterocyclic Carbene and Cyclic (Alkyl)(amino)carbene Complexes of Titanium(IV) and Titanium(III)
(2020)
The reaction of one and two equivalents of the N ‐heterocyclic carbene IMes [IMes = 1,3‐bis(2,4,6‐trimethyl‐phenyl)imidazolin‐2‐ylidene] or the cyclic (alkyl)(amino)carbene cAAC\(^{Me}\) [cAAC\(^{Me}\) = 1‐(2,6‐diisopropyl‐phenyl)‐3,3,5,5‐tetra‐methylpyrrolidin‐2‐ylidene] with [TiCl\(_{4}\)] in n ‐hexane results in the formation of mono‐ and bis‐carbene complexes [TiCl\(_{4}\)(IMes)] 1 , [TiCl\(_{4}\)(IMes)2] 2 , [TiCl\(_{4}\)(cAAC\(^{Me}\))] 3 , and [TiCl\(_{4}\)(cAAC\(^{Me}\))\(_{2}\)] 4 , respectively. For comparison, the titanium(IV) NHC complex [TiCl\(_{4}\)(Ii Pr\(^{Me}\))] 5 (Ii Pr\(^{Me}\) = 1,3‐diisopropyl‐4,5‐dimethyl‐imidazolin‐2‐ylidene) has been synthesized and structurally characterized. The reaction of [TiCl\(_{4}\)(IMes)] 1 with PMe\(_{3}\) affords the mixed substituted complex [TiCl\(_{4}\)(IMes)(PMe\(_{3}\))] 6 . The reactions of [TiCl\(_{3}\)(THF)\(_{3}\)] with two equivalents of the carbenes IMes and cAAC\(^{Me}\) in n ‐hexane lead to the clean formation of the titanium(III) complexes [TiCl\(_{3}\)(IMes)\(_{2}\)] 7 and [TiCl\(_{3}\)(cAAC\(^{Me}\))\(_{2}\)] 8 . Compounds 1 –8 have been completely characterized by elemental analysis, IR and multinuclear NMR spectroscopy and for 2 –5 , 7 and 8 by X‐ray diffraction. Magnetometry in solution, EPR and UV/Vis spectroscopy and DFT calculations performed on 7 and 8 are indicative of a predominantly metal‐centered d\(^{1}\)‐radical in both cases.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese und den Eigenschaften verschiedener NHC-stabilisierter Kobaltkomplexe. Der Fokus liegt dabei einerseits auf der Entwicklung geeigneter Organokobaltverbindungen, welche sich in CVD bzw. ALD-Prozessen zur Abscheidung von elementarem Kobalt eignen. Hierfür wurden verschiedene NHC-stabilisierte sowie gemischt substituierte Kobalt(carbonyl)(nitrosyl)komplexe dargestellt und die thermischen Eigenschaften dieser Verbindungen untersucht. Andererseits wurden Studien zur Synthese und Reaktivität NHC-stabilisierter Halbsandwichverbindungen des Kobalts durchgeführt. Dabei wurde unter anderem überprüft, inwiefern sich der sterische Einfluss des NHC-Liganden auf die Fähigkeiten auswirkt, Element-Element-Bindungen in Silanen und Diboranen zu aktivieren. Ferner wurden weitere Untersuchungen zur Reaktivität derartiger Komplexe, insbesondere gegenüber Alkinen, vorgenommen. Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Darstellung und Reaktivität NHC-Phosphiniden-stabilisierter Kobaltverbindungen.