Marburg, Univ., Diss., 2000. / Computerdatei im Fernzugriff.

Marburg, Universiẗat, Diss., 2000.

Hannover, Universiẗat, Diss., 2002.

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Thesis (doctoral)--Tübingen, 1981.

Chapter two reports the catalytic triboration of terminal alkynes with B2pin2 using readily available Cu(OAc)2 and PnBu3. Various 1,1,2-triborylalkenes, a class of compounds which have been demonstrated to be potential Matrix Metalloproteinase-2 (MMP-2) inhibitors, are obtained directly in moderate to good yields. The process features mild reaction conditions, broad substrate scope, and good functional group tolerance were observed. This Cu-catalyzed reaction can be conducted on a gram scale to produce the corresponding 1,1,2-triborylalkenes in modest yields. The utility of these products is demonstrated by further transformation of the C-B bonds to prepare gem-dihaloborylalkenes (F, Cl, Br), monohalodiborylalkenes (Cl, Br), and trans-diaryldiborylalkenes, which serve as important synthons and have previously been challenging to prepare. A convenient and efficient one step synthesis of 1,1,1-triborylalkanes was achieved via sequential dehydrogenative borylation and double hydroboration of terminal alkynes with HBpin (HBpin = pinacolborane) catalyzed by inexpensive and readily available Cu(OAc)2. This protocol proceeded under mild conditions, furnishing 1,1,1-tris(boronates) with wide substrate scope, excellent selectivity and good functional group tolerance, and is applicable to gram-scale synthesis without loss of yield. The 1,1,1-triborylalkanes can be used in the preparation of α-vinylboronates and borylated cyclic compounds, which are valuable but previously rare compounds. Different alkyl groups can be introduced stepwise via base-mediated deborylative alkylation to produce racemic tertiary alkyl boronates, which can be readily transformed into useful tertiary alcohols. Chapter 4 reported a NaOtBu-catalyzed mixed 1,1-diboration of terminal alkynes with an unsymmetrical diboron reagent BpinBdan. This Brønsted base-catalyzed reaction proceeds in a regio- and stereoselective fashion affording 1,1-diborylalkenes with two different boryl moieties in moderate to high yields, and is applicable to gram-scale synthesis without loss of yield or selectivity. Hydrogen bonding between the Bdan group and tBuOH is proposed to be responsible for the observed stereoselectivity. The mixed 1,1-diborylalkenes can be utilized in stereoselective Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions. / Multiboryl-Verbindungen sind von entscheidender Bedeutung für die moderne Chemie in Form von bioaktiven Wirkstoffen und Synthesebausteinen. Der Einsatz von Monoboronaten und Bisboronaten in der organischen Synthese ist von steigendem Interesse. Triboronate hingegeben werden eher selten verwendet, sind aber von potentiellem Interesse. Effiziente Methoden zur Darstellung von 1,1,2-Triborylalkenen und 1,1,1-Triborylalkanen sind in Kapitel 2 und Kapitel 3 gezeigt. Außerdem stellen gemischte 1,1-Diborylalkene einen wichtigen Synthesebaustein in der stereoselektiven Suzuki-Miyaura-Kreuzkupplung dar. Eine einfache und effiziente Methode für die Synthese von gemischten 1,1-Diborylalkenen durch Diborierung terminaler Alkine mit BpinBdan ist in Kapitel 4 vorgestellt. Kapitel 2 zeigt die katalytische Triborierung von terminalen Alkinen mit B2pin2 in Anwesenheit von einfach zugänglichem Cu(OAc)2 and PnBu3 (Schema S-1). Verschiedene 1,1,2-Tris(boryl)alkene konnten in mäßigen bis guten Ausbeuten erhalten werden (22 Beispiele, bis zu 74% Ausbeute). Die Syntheseroute zeichnet sich durch milde Reaktionsbedingungen, ein breites Substratspektrum und eine gute Toleranz gegenüber funktionellen Gruppen aus. Diese Cu-katalysierte Reaktion kann außerdem im Gramm- Maßstab durchgeführt werden, wobei das entsprechende 1,1,2-Triborylalken in mäßigen Ausbeuten (48% Ausbeute) erhalten wurde. Um Einblick in den Reaktionsmechanismus zu erhalten, wurden Kontrollexperimente durchgeführt. Das Kontrollexperiment und die Verfolgung des Reaktionsverlaufs mittels in situ 19F NMR Spektroskopie deuten darauf hin, dass es sich bei dem Alkinylboronat (2-4) um ein Zwischenprodukt im Katalysezyklus handelt (Schema S-2). Der mögliche Mechanismus dieser Kupfer-katalysierten Triborierung von terminalen Alkinen umfasst zwei Prozesse: Die dehydrierende Borierung terminaler Alkine and die Diborierung von Alkinylboronaten. Der synthetische Nutzen dieser Verbindungen ist anhand weiterer Transformationen der C-B-Bindungen zur Darstellung geminaler Dihalogenborylalkene (2-7, 2-9 und 2-11), Monohalogenborylalkene (2-8 und 2-10) und trans-Diaryldiborylalkene (2-6) demonstriert (Schema S-3), welche bedeutende Synthesebausteine darstellen und bislang nur schwer zugänglich waren. In Kapitel 3 wurde eine praktische und effiziente Eintopf-Synthese zur Darstellung von 1,1,1-Triborylalkanen, durch Triborierung von terminalen Alkinen mit HBpin in Anwesenheit von 10 mol-% Cu(OAc)2, demonstriert (Schema S-4). Ein großes Spektrum an Aryl- und Alkylalkinen konnte in mäßigen bis hohen Ausbeuten (38 Beispiele, bis zu 93% Ausbeute) in die entsprechenden 1,1,1-Triborylalkane überführt werden. Die Reaktion lässt sich außerdem erfolgreich im Gramm-Maßstab durchführen (87% Ausbeute). Der Katalysezyklus umfasst höchstwahrscheinlich eine Cu-katalysierte sequenzielle, dehydrierende Borierung und zweifache Hydroborierung von terminalen Alkinen. Die Rolle des Alkinylboronats (3-4a), welches aus der dehydrierenden Borierung als Schlüsselintermediat hervorgeht, wurde mithilfe des in Schema S-5 (eq 1) gezeigten Kontrollexperiments demonstriert. Desweiteren zeigte die in situ Verfolgung der Reaktion mit 2 Äquivalenten HBpin mittels GCMS die Bildung von Zwischenprodukt 3-5a im Anfangsstadium der Reaktion (6 h). Bei Zugabe von 2 weiteren Äquivalenten HBpin zur Reaktion, konnte 3-2a in 85% Ausbeute, durch Hydroborierung von Zwischenprodukt 3-5a nach 18 h, erhalten werden (Schema S-5, eq 2). Dies deutet darauf hin, dass es sich bei dem 1,1-Diborylalken (3-5a) um ein Zwischenprodukt im Katalysezyklus handelt. Wir konnten zeigen, dass 1,1,1-Triborylalkane bedeutende Syntheseintermediate zur Ausbildung von carbozyklischen Organoboronaten und α-Vinylboronaten (Schema S-6, eq 1) repräsentieren, welche mit den bislang bekannten Methoden nur schwer zugänglich waren. Eine stufenweise, deborylierende Funktionalisierung von 1,1,1-Triborylalkanen ergab einen unsymmetrischen tertiären Alkohol (Schema S-6, eq 2). In Kapitel 4 ist eine einfache und atomökonomische Route für die gemischte Borierung von terminalen Alkinen mit dem unsymmetrischen Diboran BpinBdan demonstriert, katalysiert durch kostengünstiges und einfach zugängliches NaOtBu (Schema S-7). Verschiedene 1,1-Diborylacrylate und 1,1-Diborylacrylamide mit zwei unterschiedlichen Bor-Substituenten, welche bislang schwer darzustellen waren, konnten in mäßigen bis hohen Ausbeuten und mit hohen Stereoselektivitäten erhalten werden (14 Beispiele). Die beobachtete Stereoselektivität ist vermutlich auf Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Bdan und tBuOH zurückzuführen. Die Produkte fanden weiter Anwendung in der stereoselektiven Synthese von trisubstituierten Olefinen. Suzuki-Miyaura Kreuzkupplungen wurden ausschließlich an der Bpin-Position beobachtet (Schema S-8). Zusammenfassend, konnte eine Vielzahl an Borierungen zur Darstellung von 1,1,2-Triborylalkenen, 1,1,1-Triborylalkanen und gemischten 1,1-Diborylalkenen durch Cu- oder Basen-katalysierte Borierung von terminalen Alkinen vorgestellt werden, welche einfach zugängliche Startmaterialien darstellen. Der synthetische Nutzen von Di- oder Triboronaten konnte anhand sehr präziser Synthesen von gewissen interessanten Zielverbindungen verdeutlicht werden.

Konstanz, Univ., Diss., 2007. / Ersch. auch im Verl. Hartung-Gorre, Konstanz. ISBN 3-86628-176-5.

Universiẗat, FB Chemie, Diss., 2000--Marburg.

Katalysatorfreie [3+2]-Cycloadditionen von Aziden mit Alkinen werden in der bioorthogonalen Chemie häufig verwendet und haben großes Potential zur milden Synthese von Biokonjugaten. Während solche Reaktionen in der Ligandenperipherie von Metallkomplexen häufiger angewendet werden ist, sind solche Reaktionen direkt in der inneren Koordinationssphäre von Metallzentren bisher nur wenig erforscht. Die neue Beispiele dafür sind die Synthese und Untersuchungen der Kinetik und Reaktivität einer Reihe von Rhodium(III)azid-Halbsandwichkomplexen der allgemeinen Formel [Rh(Cp*)(N3)(bpyR,R)]+ oder von isoelektronische und isostrukturelle Molybdän(II)azid- und Wolfram(II)azid-Komplexe mit verschiedenen elektronenarme Alkine. Das Ziel der vorliegenden Arbeit waren daher iClick-Reaktionen (engl. inorganic click, „iClick“) von Palladium(II)azid- und Platin(II)azid-Komplexen der allgemeinen Formel [M(N3)(L)]+ und [M(N3)(L)] mit elektronenarmen Alkinen Dimethylacetylendicarboxylat (DMAD) und 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester. Als Liganden kamen die N,N,N-Chelatoren 1,3-Bis(arylimino)isoindolin (HL1-4) die sich nur im Bezug auf die Position der Methylgruppen in den Pyridinringen unterscheiden, 6',6"-Dimethyl-2',2:6,2"-terpyridin (L5) und 2,6-Bis(3-pyridazinyl)pyridin (L6) zum Einsatz. Die Reaktionen von L1-L4 mit [MCl2(cod)] (M = Pd, Pt) liefert neutrale Komplexe [MCl(L1-3)] und für L5 einfach geladene [MCl(L5)]+. Das koordinierte Chlorid wurde dann mit Natriumazid substituiert. Im abschließenden Teil der Arbeit wurde die zwei Alkinen in iClick-Reaktion verwendet um Palladium(II)- und Platin-Triazolat-Komplexe zu synthetisieren. Für die resultierenden Triazolat-Komplexe wurde eine N2-koordinierten des Triazolat-Liganden durch Röntgenstrukturanalyse für baii-Triazolat-Komplexe bestätigt. Besonderes Merkmal dieser Verbindungen ist, dass der Triazolat-Ligand aus Platzmangel senkrecht zum 1,3-Bis(arylimino)isoindolin-Ligand steht. In verwandten Terpyridin-Komplexen sind der mono- und tridentate Ligand dagegen coplanar. Mit 1,3-Bis(6-methyl-2-pyridylimino)isoindolin als Ligand konnten man keine Metall-Komplexe hergestellt werden, da die zusätzlichen Methylgruppem in 6',6"-Positionen aus sterische Gründen eine Reaktion mit [MCl2(cod)] verhindern. Auch der in drei Stufen synthetisierte Ligand 6',6"-Dimethyl-2',2:6,2"-terpyridin der im Vergleich zu Terpyridin zwei zusätzliche Methylgruppen in 6',6"-Position besitzen reagiert nur mit [PdCl2(cod)] nicht aber mit [PtCl2(cod)], da der Ionenradius von Pt(II) größer als der von Pd(II) ist. Die hergestellte Chlorid-, Azid- und Triazolat-Komplexe mit L5 als N,N,N-Chelator waren nur in DMSO Löslich. Darin zersetzt es sich jedoch teilweise wieder in den freien Liganden. Die zusätzlichen Methylgruppem in 6',6"-Positionen verhindern aus sterische Gründen die Chlorid-, Azid- und Triazolat-Komplexe stabil zu bleiben. Ligand L6 konnte nur in sehr niedrige Ausbeute isoliert werden, da in der letzten Stufe bzw. bei Stille-Kupplung zwischen 2,6-Bis(trimethylstannyl)pyridin und 3-Iodopyridazin die Homokupplungsprodukte von 3-Iodopyridazin entsteht, sodass die nicht getrennt werden konnten. Aufgrund der niedrigen Ausbeute wurden dann mit L6 keine Metall-Komplexe hergestellt. Die Kinetik der iClick-Reaktion ist ein entscheidender Faktor, wenn diese für die Markierung von Bio(makro)molekülen eingesetzt werden soll, da die Markierungsreaktion schneller als der interessierende biologische Prozess ablaufen muss. Daher wurden mit IR- und UV/Vis-Spektroskopie die Geschwindigkeitskonstanten pseudoerster Ordnung für die iClick-Reaktion der verschiedenen baii-Palladium(II)azid- und baii-Platin(II)azid-Komplexe mit Dimethylacetylendicarboxylat (DMAD) und 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester bestimmt. Hier sollte insbesondere der Einfluss der zusätzlichen Methylgruppen in 4',4"- bzw. 5',5"-Positionen am 1,3-Bis(arylimino)isoindolin-Liganden sowie die Variation des Metallzentrums und Alkins auf die Geschwindigkeit der iClick-Reaktionen untersucht werden. Mit IR-Spektroskopie wurden Geschwindigkeitskonstanten um (2.8-4.9)⋅10-4 s-1 an Alkinen erhalten. Die Einführung elektronenschiebender Methylgruppen in 4',4"- bzw. 5',5"-Positionen am 1,3-Bis(arylimino)isoindolin-Liganden führt zu einer Erhöhung der Geschwindigkeitskonstant einem Faktor von 1.3 bzw. 1.2 gegenüber 1,3-Bis(2-pyridylimino)isoindolin. Die iClick-Reaktion mit Platin als Metall ist 1.3-mal schneller als mit Palladium. Elektronenarme Alkine wie 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester führen im Vergleich zu Dimethylacetylendicarboxylat (DMAD) zu einer 1.8-fachen Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit. Mit UV/Vis-Spektroskopie wurden niedrigere Geschwindigkeitskonstanten um 8.9·10-6 - 3.3·10-5 s-1 nur für die iClick-Reaktion der 1,3-Bis(arylimino)isoindolinplatin(II)azid-Komplexe mit Dimethylacetylendicarboxylat (DMAD) und 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester bestimmt, weil die Spektralen Unterschiede zwischen Azid-Vorstufe und Triazolat-Produkt mit Palladium als Metallzentren zu gering sind. Auch hier konnte die Erhöhung der Geschwindigkeitskonstanten durch Verwendung elektronenärmerer Alkine bestätigt werden. Hier sollte die iClick-Reaktion in Zukunft für größere Auswahlmöglichkeiten an Chelatoren optimiert und außerdem die Geschwindigkeitskonstanten der Bildung von iClick-Produkten mit anderen Methoden untersucht werden, bevor biologische Tests durchgeführt werden. / Catalyst-free [3+2] cycloadditions of azides with alkynes are widely used in bioorthogonal chemistry and have great potential for the mild synthesis of bioconjugates. While such reactions are commonly applied in the ligand periphery of metal complexes, little has been explored about then taking place directly in the inner coordination sphere of metal centers. Recent examples include the synthesis and study of the kinetics and reactivity of a series of rhodium(III) azide half-sandwich complexes of the general formula [Rh(Cp*)(N3)(bpyR, R)]+ oder the investigation and comparison kinetics of both isoelectronic and isostructural molybdenum(II) and tungsten(II) azide complexes with different alkynes.. The aim of the present work was the exploration of inorganic click ("iClick") reactions of neutral and monocationic palladium(II) and platinum(II) azide complexes of the general formula [M(N3)(L)] and [M(N3)(L)]+ with electron-poor alkynes dimethylacetylenedicarboxylate (DMAD) and ethyl 4,4,4-trifluoro-2-butynoate. As ligands, the N, N, N-chelators 1,3-bis(arylimino)isoindoline (HL1-4) which differ only in the position of the methyl groups on the outer pyridine rings, 6',6"-dimethyl-2',2:6,2"-terpyridine (L5) and 2,6-bis(3-pyridazinyl)pyridine (L6) were used. The reaction of L1-L4 with [MCl2(cod)] (M= Pd, Pt) gave the neutral complexes [MCl(L1-3)] and singly charged [MCl(L5)]+ for L5. The coordinated chloride was then replaced by reaction with sodium azide. In the final part of the work, the two alkynes were used in the iClick reaction to synthesize palladium(II) and platinum(II) triazolate complexes. N2-coordination of the triazolate was confirmed by X-ray crystallography for baii-palladium(II) and baii-platinum(II) triazolate complexes. A special feature of these compounds is the congest space between the methyl groups leading to the triazolate ligand in a perpendicular arrangement relative to the 1,3-bis(arylimino)isoindoline mean plane ligand. In contraction related terpyridine complexes, the mono dentate triazolate and tridentate terpyridin ligands are coplanar. Metal complexes with the sterically demanding 1,3-bis(6-methyl-2-pyridylimino)isoindoline were not accessible, since the additional methyl groups in 6',6"-positions prevent a reaction with [MCl2(cod)]. Likewise 6',6"-Dimethyl-2',2:6,2"-terpyridine, which has two additional methyl groups in the 6',6"-position of terpyridine reacts only with [PdCl2(cod)] but not with [PtCl2(cod)], since the ionic radius of Pt(II) is largest than that of Pd(II). The chloride, azide, and triazolate complexes of L5 were only soluble in DMSO. However in this solution, they partially decompose back to the free ligand. This is due to the sterically demanding methyl grupps in 6',6"-positions which prevent formation for stable metal complexes. Ligand L6 could only be isolated in very low yield, as the last stage of the synthesis, the stille coupling between 2,6-bis(trimethylstannyl)pyridine and 3-iodopyridazine also lend homo coupling products which could not be separated. Due to the low yield, no metal complexes could be prepared with L6. The kinetics of the iClick reaction is a critical factor when used to label bio(macro)molecules since the labeling reaction must proceed faster than the biological process of interest. Therefore, IR and UV/Vis spectroscopy were used to determine the pseudo-first-order rate constants of the iClick reaction of the various 1,3-bis(arylimino)isoindoline palladium(II) and platinum(II) azide complexes with dimethyl acetylenedicarboxylate (DMAD) and ethyl 4,4,4-trifluoro-2-butynoate. In particular, the influence of the additional methyl groups in 4',4" and 5',5"-position on the 1,3-bis(arylimino)isoindoline ligand as well as variation of the metal center and alkyne on the rate of the iClick reactions was examined. With IR spectroscopy, rate constants of (2.8 - 4.9)⋅10-4 s-1 were obtained. The introduction of electron-donating methyl groups in 4',4" and 5',5"-positions, respectively, on the 1,3-bis(arylimino)isoindoline ligand lead to an increase of the rate constant by a factor of 1.3 or 1.2 compared to the 1,3-bis(2-pyridylimino)isoindoline parent compound. The iClick reaction with platinum as the central metal is 1.3-times faster than with palladium. Electron-poor alkynes such as ethyl 4,4,4-trifluoro-2-butynoate lead to a 1.8-fold increase in the rate of the reaction compared to dimethyl acetylenedicarboxylate (DMAD). With UV/Vis spectroscopy, lower rate constants of 8.9⋅10-6 - 3.3⋅10-5 s-1 were determined for the iClick reaction of the 1,3-bis(arylimino)isoindolinplatin(II) azide complexes with dimethylacetylenedicarboxylate (DMAD) and ethyl 4,4,4-trifluoro-2-butynoate. The analogous palladium complexes could not be studied with this method as there was only a negligible difference in the absorption spectra of azide precursor and triazolate products. With this method an increase in the rate constants could also be observed of electron-poor alkynes. The iClick reaction should be further for greater choice of chelators optimized in the future and also the rate constants of the formation of iClick products be investigated with other methods before biological tests are carried out.

Die regioselektive Funktionalisierung von Bio(makro)molekülen 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 verknüpfen und sind nicht-toxisch gegenüber Zellen und Organismen. Für die Einführung metallbasierter Funktionalitäten 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) gegenüber elektronenarmen Alkinen zu untersuchen. Röntgenstrukturanalysen der resultierenden Triazolat-Komplexe sollten den Koordinationsmodus bestätigten, da die Produkte der Click-Reaktionen prinzipiell als zwei verschiedene Regioisomere auftreten können. 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 Fällung des Halogenids mit Silbertrifluormethansulfonat und anschließender Umsetzung mit Natriumazid hergestellt. In Lösung waren diese Verbindungen jedoch nur begrenzt stabil, wobei der Komplex mit bpyOCH3,OCH3 am wenigsten empfindlich war, während [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-insäureethylester 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 Fällung 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-insäureethylester und teilweise auch mit Dimethylacetylendicaboxylat (DMAD) in sehr guter bis guter Ausbeute. Außerdem konnten für die Röntgenstrukturanalyse 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 bestätigten. Um diese als metallbasierte Marker einsetzen zu können, müssen die resultierenden Triazolat-Komplexe bei biologisch relevanten pH-Werten und gegenüber Ligandenaustausch, zum Beispiel mit den Aminosäureseitenketten von Proteinen, stabil sein. Durch HPLC-Untersuchungen an [Ru(triazolatCF3,COOEt)(bpy)(hmb)]CF3SO3 wurde gezeigt, dass dieser Komplex in wässriger Lösung über einen pH-Bereich von 1 bis 8 bei Raumtemperatur mindestens 24 h stabil ist. Außerdem konnte eine weitgehende Stabilität gegenüber Ligandenaustausch mit den Seitenketten der Aminosäuren L­Cystein, L-Histidin, L­Methionin und L-Glutaminsäure bei 37 °C über mindestens 72 h festgestellt werden. Insbesondere die Geschwindigkeit der „iClick“-Reaktion ist in einem biologischen Kontext von Bedeutung, da die Konjugationsreaktionen schneller ablaufen müssen als interessierende biologische Prozesse. Mittels HPLC und IR-Spektroskopie wurde für 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 Überschuss an 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester Geschwindigkeitskonstanten pseudoerster Ordnung im Bereich von 1 ­ 3*10-3 s-1 bestimmt. Außerdem war es mittels IR-Spektroskopie in Lösung möglich die Geschwindigkeits-konstante pseudoerster Ordnung für die „iClick“-Reaktion der Rhodiumazid-Verbindungen [Rh(Cp*)(N3)(bpyR,R)]CF3SO3 mit R = OCH3, H oder COOCH3 und 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester zu 2 ­ 4*10-3 s-1 zu ermitteln. Insgesamt zeigte sich, dass Komplexe mit elektronenreichen Coliganden schneller mit 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester reagieren als solche mit elektronenärmeren Liganden. Auch war die Geschwindigkeitskonstante für die Reaktion der Rhodium-Komplexe höher als für die Rutheniumverbindungen. Die Geschwindigkeitskonstanten zweiter Ordnung wurden aus der 19F NMR-spektroskopischen Untersuchung der Reaktion von 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester 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 annähernd gleichem Verhältnis von Alkin und Rutheniumazid-Komplexen wurden Geschwindigkeitskonstanten im Bereich von 1 - 2*10-2 L mol-1 s-1 erhalten. Diese sind größer als die der Staudinger-Ligation, aber kleiner als die der spannungsinduzierten Azid-Alkin Cycloaddition. Prinzipiell sollte damit also eine biologische Anwendung möglich sein. Außerdem wurde die Aktivierungsenergie der Reaktion von [Ru(N3)(bpy)(p­cym)]PF6 mit 4,4,4-Trifluorobut-2-insäureethylester aus der Untersuchung der Temperaturabhängigkeit 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 Erwärmen 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 Alkinmolekülen einen Zugang zum Azid ermöglichen, sodass die Reaktionsgeschwindigkeit um etwa einen Faktor vier niedriger liegen sollte als für 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. / The regioselective functionalization of bio(macro)molecules requires reactions which do not interact or interfere with biological systems. Certain functional groups such as azides or alkynes are inert under physiological conditions, do not occur naturally, can selectively react with each other and are non-toxic to cells and organisms. To introduce metal-based functionalities in biological target structures, click reactions enable a fast access. In particular those which take place without catalyst and at room temperature are of special interest. Thus, the aim of the present thesis was to investigate the “iClick” reaction of ruthenium azide complexes [Ru(N3)(arene)(N-N)]+ with bidentate nitrogen ligands and also that of rhodium azide complexes [Rh(Cp*)(N3)(bpyR,R)]+ with different 4,4’-substituted 2,2‘-bipyridin coligands with R = OCH3, H or COOCH3 towards electron-deficient alkynes. X-ray studies on ruthenium triazolate complexes were to establish the coordination mode, since the triazolate productes derived from click chemistry can result in two different regioisomers. The [Rh(Cp*)(N3)(bpyR,R)]CF3SO3 complexes with 2,2-bipyridine (bpy), electron-withdrawing ligand 4,4‘-bis(methoxycarbonyl)-2,2′-bipyridine (bpyCOOCH3,COOCH3) and also electron-donating ligand 4,4’-dimethoxy-2,2‘-bipyridine (bpyOCH3,OCH3) were synthesised from the corresponding rhodium chloride complexes by abstraction of the halide using silver trifluoromethanesulfonate followed by introduction of the azide ligand with sodium azide. However, these complexes have only limited stability in solution. The compound with bipyOCH3,OCH3 is the most stable, while [Rh(Cp*)(N3)(bpyCOOCH3,COOCH3)]CF3SO3 could not be isolated due to the fast decomposion. Still, the “iClick” reaction of rhodium azide complexes with 4,4,4-trifluoro-2-butynoic acid ethyl ester allowed isolation of the triazolate complexes [Rh(Cp*)(triazolateCF3,COOEt)(bpyR,R)]CF3SO3 in very good yield. The corresponding ruthenium azide complexes [Ru(N3)(N-N)(p¬cym)]PF6 with N-N = bpy, bpyCOOCH3,COOCH3, bpyOCH3,OCH3, bipyrimidine (bpym) and dipyrido[3,2¬a:2',3'-c]phenazine (dppz) were also synthesised in a moderate to good yield from the corresponding ruthenium chloride complexes by halide abstraction using silver trifluoromethanesulfonate followed by introduction of azide ligand with sodium azide. To investigate the effect of the arene, the hexamethylbenzene complex [Ru(N3)(bipy)(hmb)]CF3SO3 was also synthesised in a moderate yield. All [Ru(N3)(arene)(N¬N)]X complexes with X = PF6- or CF3SO3- were characterised by 1H, 13C NMR and IR spectroscopy, CHN analysis and ESI mass spectrometry. The “iClick” reaction of these complexes with 4,4,4-trifluoro-2-butynoic acid ethyl ester and in some cases with dimethyl acetylenedicarboxylate (DMAD) proceeded in good to excellent yield. Furthermore, single crystals suitable for X-ray structure analysis were obtained for the triazolate complexes [Ru(triazolateCF3,COOEt)(bpy)(hmb)]CF3SO3 and [Ru(triazolateCF3,COOEt)(bpyCOOCH3,COOCH3)(p¬cym)]PF6 and confirmed the N2 coordination of the triazolate to the metal center. To use these triazolate complexes as metal-based markers, they have to be stable at biologically relevant pH and towards ligand exchange, for example with amino acid side chains in proteins. Thus, HPLC studies on [Ru(triazolateCF3,COOEt)(bpy)(hmb)]CF3SO3 demonstrated the stability in a pH range of 1 to 8 for at least 24 h at room temperature. In addition, the stability towards ligand exchange with functional groups of amino acid side chains in L-cysteine, L-histidine, L-methionine and L-glutamic acid was studied over 72 h at 37 °C and essentially no ligand exchange was observed. The rate constant of the “iClick” reaction is important for its use in bioconjugation since the labeling reactions have to be faster than the biological processes of interests. Pseudo-first order rate constants were determined in the range of 1 ¬ 3×10-3 s-1 for the “iClick” reaction of [Ru(N3)(bpyR,R) (p¬cym)]PF6 with R = OCH3, H or COOCH3 and also [Ru(N3)(bpy)(hmb)]CF3SO3 with an excess of 4,4,4-trifluoro-2-butynoic acid ethyl ester by HPLC and IR spectroscopy. Using solution IR spectroscopy, pseudo-first order rate constants for the “iClick” reaction of [Rh(Cp*)(N3)(bpyR,R)]CF3SO3, R = OCH3, H or COOCH3 and an excess of 4,4,4-trifluoro-2-butynoic acid ethyl ester were also determined to be 2 ¬ 4×10-3 s-1. These experiments show that complexes with electron-rich coligands react faster than those with electron-deficient ligands. Furthermore, rate constants were higher for the rhodium versus ruthenium azide complexes. Second order rate constants were determined by 19F NMR spectroscopy investigation of the reaction of 4,4,4-trifluoro-2-butynoic acid ethyl ester with [Ru(N3)(bpyR,R)(p-cym)]PF6 with R = OCH3, H or COOCH3 as well as [Ru(N3)(bpy)(hmb)]CF3SO3 at 20 °C. The alkyne was used at approximately the same molar amount as the ruthenium azide complexes and rate constants were obtained in the range of 1 - 2×10-2 L mol-1 s-1. These are higher than those reported for the Staudinger ligation but lower than those of the strain-promoted alkyne-azide cycloaddition. Thus, the method appears to be suitable for biolabeling applications. Furthermore, the activation energy of the reaction of [Ru(N3)(bpy)(p-cym)]PF6 with 4,4,4-trifluoro-2-butynoic acid ethyl ester was determined as 46.1 kJ mol-1 by variable-temperature NMR studies at -20 to +20 °C. 19F NMR spectra recordet at -20 °C showed one additional signal for the N1-coordinated triazolate in addition to the N2-coordinated one which however disappeared upon warming to room temperature. Using DFT methods, the geometry of [Ru(N3)(bpy)(hmb)]CF3SO3 was optimized und showed that only about 25 – 30% of all possible trajectories enable access to the azide group for attacking alkyne molecules. Therefore, the reaction is expected to be slower than that of less-shielded organoazide compounds by a factor of four. Thus, the “iClick” reaction of the metal azide complexes evaluated with electron-deficient alkynes shows rate constants comparable to established bioconjugation reactions. In future work, the potential of additional metal azide building blocks should be investigated, and the influence of other alkyne coupling partners studied.