Synthesis and Structural Studies of Group 12 Metallasiloxane and Phosphonate aggregates

Abstract

Die Synthese von molekularen Vorstufen zur Darstellung von keramischen oder zeolithischen Materialien mit außergewöhnlichen Eigenschaften hat als Forschungsrichtung in den letzten Jahrzehnten immense Bedeutung erlangt. Frühere Veröffentlichungen über die Hydrolyse von Metallalkoxiden mit Sol-Gel-Methoden ergaben Endprodukte unterschiedlicher Zusammensetzung abhängig von Stöchiometrie und Strukturelementen, die durch die Ausgangsverbindung bestimmt werden. Diese Strukturelemente dirigieren auch den dreidimensionalen Aufbau der Produkte. Kürzlich wurde dieses Prinzip ausgeweitet auf Metallasilicate und -phosphonate wegen ihrer Anwendungsmöglichkeiten unter katalytischen und materialtechnischen Aspekten. In diesem Zusammenhang gelang in unserem Arbeitskreis die Synthese molekularer Metallasiloxane und -phosphonate ausgehend von den entsprechenden monosubstituierten Silantriolen und Phosphorsäurederivaten. Als einfacher Weg hat sich die Alkan- oder Amineliminierung aus Metallalkylen oder -aminen erwiesen. Dies führt in meist hohen Ausbeuten zur kontrollierten Ausbildung definierter Zusammensetzung durch Zusammenschluss niedermolekularer Aggregate. Dieses Prinzip, das ursprünglich auf Hauptgruppenmetalle beschränkt war, lässt sich auch bei Übergangsmetallionen anwenden, die ähnliche chemische und elektronische Eigenschaften aufweisen, z.B. Zn2+, Cd2+, Fe2+/3+ etc.Eingehende Untersuchungen an Zink-haltigen Systemen haben gezeigt, dass Struktur und Zusammensetzung der resultierenden Komplexe sehr von dem sterischen Anspruch der Substituenden sowohl der Nichtmetall- als auch der Zinkkomponenten abhängt. Durch geeignete Wahl der Substituenten und der Stöchiometrie sind verschiedene Aggregate realisierbar.Die hier vorgestellten Reaktionen sollten die Darstellung analoger Systeme mit weiteren d- und f-Block-Elementen ermöglichen mit massgeschneiderten Eigenschaften in Bezug auf mögliche technische Anwendungen.