Darstellung neuer Organometallhalogenide mit Elementen der 13. und 14. Gruppe des Periodensystems und Versuche zur Synthese von Organogermanolen
Synthesis of novel organometal halides with elements of group 13 and 14 of the periodic system and attempts to prepare organogermanoles
von Holger Hohmeister
Datum der mündl. Prüfung:2003-07-02
Erschienen:2003-08-18
Betreuer:Prof. Dr. Dr. h.c. Herbert W. Roesky
Gutachter:Prof. Dr. Franc Meyer
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Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
The first part of the thesis is focused on the synthesis and structural characterisation of organometal halides of group 13 of the periodic system. Fluorination of [MeAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3 (1) using Me3SnF and BF3·OEt2 leads to an exchange of the terminal bound methyl-groups and [FAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3·3 THF (7) and [Me2SnN(2,6-i-Pr2C6H3)]2 (8) (only available with Me3SnF) as a by-product can be isolated. Reactions of 1 with boron halides in THF yield the corresponding compounds [ClAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3·3 THF (9) und [BrAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3·3 THF (10). A corresponding iodine derivative cannot be isolated. Reaction of 1 with H3B·THF merely leads to [MeAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3×3 THF (11).In the second part of the thesis the synthesis of monoorganyl substituted germanium halides is described. The terphenyl-ligand 2,6-bis(2 ,6 -dimethylphenyl)phenyl is used as stabilizing system for such compounds. Compounds of this type are available by the reaction of n-BuLi and 2,6-bis(2 ,6 -dimethylphenyl)-1-iodobenzene (12) and further reaction with a germanium tetrahalide. Via reaction of the lithium-salt of 12 2,6-bis(2 ,6 -dimethylphenyl)-phenylgermaniumtrichloride (13), 2,6-Bis(2 ,6 -dimethylphenyl)-phenylgermaniumtribromide (14) and 2,6-Bis(2 ,6 -dimethylphenyl)-phenylgermaniumtriiodide (15) are prepared in high yields. Using Me3SnF as fluorinating agent, 13 can be fluorinated and 2,6-bis(2 ,6 -dimethylphenyl)phenylgermaniumtrifluorid (16) can be obtained. Using the same method DippN(SiMe3)GeF3 (17) is prepared. Derivatives 16 and 17 are liquid substances with a high boiling point.In the fallowing part attempts to synthesis germanoles are described. To prevent condensation reactions DippN(SiMe3)GeBr3 and compound 13, respectively, are used. However all experiments indicate that only adamantane-like structures are formed.Finally the reactivity of low-valent elements of group 14 is tested. By the reaction of (Dipp)2NacNacGe(BH3)H with H3Al×NMe3 (Dipp)2NacNacAlHBH2 (20) can be isolated and one aluminum-boron-bond with an oxidation state of II can be determined for the first time.
Keywords: boron; aluminum; stepwise fluorination; germanium; germanoles; terphenyl-ligand
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Im ersten Teil der Arbeit steht die Darstellung und strukturelle Charakterisierung von Organometallhalogeniden der 13. Gruppe des Periodensystems im Mittelpunkt der Untersuchungen. Durch Fluorierung von [MeAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3 (1) mittels Me3SnF und BF3·OEt2 werden die terminal gebundenen Methyl-Gruppen durch Halogenatome ausgetauscht und [FAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3·3 THF (7) und [Me2SnN(2,6-i-Pr2C6H3)]2 (8) (nur mit Me3SnF erhältlich), als Nebenprodukt, isoliert. Die Reaktionen von 1 mit Bortrihalogeniden in THF ergeben die entsprechenden Verbindungen [ClAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3·3 THF (9) und [BrAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3·3 THF (10). Eine entsprechende Iod-Verbindung kann nicht isoliert werden. Die Reaktion von 1 mit H3B·THF führt lediglich zu [MeAlN(2,6-i-Pr2C6H3)]3×3 THF (11).Im zweiten Teil der Arbeit wird die Darstellung von monoorganylsubstituierten Germaniumhalogeniden beschrieben. Als Ligandensystem zur Stabilisierung derselben wird der Terphenyl-Ligand 2,6-Bis(2 ,6 -dimethylphenyl)phenyl ausgewählt. Diese sind durch Reaktion von n-BuLi und 2,6-Bis(2 ,6 -dimethylphenyl)-1-iodbenzol (12) und anschließender Umsetzung mit einem Germaniumtetrahalogenid erhältlich. Durch stöchiometrische Reaktionen mit dem Lithiumsalz von 12 sind 2,6-Bis(2 ,6 -dimethylphenyl)-phenylgermaniumtrichlorid (13), 2,6-Bis(2 ,6 -dimethylphenyl)-phenylgermaniumtribromid (14) und 2,6-Bis(2 ,6 -dimethylphenyl)-phenylgermaniumtriiodid (15) in hohen Ausbeuten darstellbar. Mit Me3SnF als Fluorierungsmittel kann 13 fluoriert und das 2,6-Bis(2 ,6 -dimethylphenyl)phenylgermaniumtrifluorid (16) erhalten werden. Auf gleiche Weise wird DippN(SiMe3)GeF3 (17) dargestellt. Verbindungen 16 und 17 sind flüssige Substanzen mit relativ hohen Siedepunkten.Im anschließenden Teil werden Versuche zur Darstellung von Germanolen beschrieben. Um Kondensationsreaktionen zu verhindern, werden DippN(SiMe3)GeBr3 bzw. Verbindung 13 verwendet. Jedoch zeigen alle Versuche, dass als Produkte nur adamantanartige Gerüste als Hauptprodukte isoliert werden können.Abschließend werden niedervalente Elemente der 14. Gruppe auf ihre Reaktivität untersucht. Durch Reaktion von (Dipp)2NacNacGe(BH3)H mit H3Al×NMe3 kann (Dipp)2NacNacAlHBH2 (20) isoliert werden, wobei erstmalig eine Aluminium-Bor-Bindung mit der formalen Oxidationsstufe II für beide Elemente bestimmt werden kann.
Schlagwörter: Bor; Aluminium; Schrittweise Fluorierung; Germanium; Germanole; Terphenyl-Ligand