Die Reaktion der Verbindungen trans-[Pt{B(Br)(R)}Br(PCy3)2] mit Lewis-aciden Bromboranen BBr2(R) liefert Bromo-verbrückte, zweikernige Borylkomplexe. Sowie die jeweiligen Phosphan–Boran-Addukte Cy3P–BBr2(R). Die Reaktion von [Pt{B(X)(R)}(-X)(PCy3)]2 mit 4-Picolin erfolgt unter Koordination der Base am Boratom unter formaler Halogenidverschiebung zur Entstehung der ersten neutralen, basenstabilisierten Borylenkomplexe cis-[Pt{B(R)(4-Pic)}X2(PCy3)]. Durch oxidative Addition der B–Cl-Bindung von BCl3 an [Pt(PCy3)2] ist trans-[Pt(BCl2)Cl(PCy3)2] zugänglich, welches durch Reaktion mit Na[BArf4] zum kationischen Borylkomplex trans-[Pt(BCl2)(PCy3)2][BArf4] umgesetzt wird. Durch die strukturelle Charakterisierung von trans-[Pt{B(Br)(Fc)}Br(PiPr3)2] und trans-[Pt{B(Br)(Fc)}(PiPr3)2][BArf4] kann gezeigt werden, dass der Borylligand {B(Br)(Fc)} durch das {Pt(PiPr3)2}-Fragment in einem neutralen sowie in einem kationischen, T-förmigen Komplex stabilisiert werden kann. Die Reaktion von trans-[Pt{B(Br)(NMe2)}(PCy3)2][BArf4] mit Acetonitril führt zur Bildung des kationischen Acetonitrilkomplexes trans-[Pt{B(Br)(NMe2)}(NCMe)(PCy3)2][BArf4]. Durch die Reaktion von trans-[Pt{B(Br)(NMe2)}Br(PCy3)2] mit Na2[B12Cl12] im Verhältnis 2:1 und Zugabe von Acetonitril wird trans-[Pt{B(Br)(NMe2)}(NCMe)(PCy3)2]2[B12Cl12] als erste kationische, metallorganische Verbindung, die durch [B12Cl12]2− stabilisiert wird, erhalten. Die Abstraktion des Bromoliganden aus trans-[Pt{B(4-Pic)(NMe2)}Br(PCy3)2][BArf4] mittels Na[BArf4] führt zur Bildung des ersten dikationischen 14-Elektronenkomplexes trans- [Pt{B(NMe2)(4-Pic)}(PCy3)2][BArf4]2 mit einer freien Koordinationsstelle. Die Reaktion von trans-[Pt(BCat’)Br(PCy3)2] mit MeLi liefert trans-[Pt(BCat’)Me(PCy3)2]. Die Anwesenheit von Alkinen oder Bisphosphanen (P–P) beschleunigt die Reduktive Eliminierung von CatBMe. Die Reaktion von trans–[Pt(BCat’)Me(PCy3)2] mit Cat2B2 führt zu einem Reaktionsgemisch, welches auf einen komplexen Reaktionsverlauf schließen lässt. Diese Prozesse verlaufen assoziativ. Es werden zwei mögliche Reaktionsmechanismen vorgeschlagen. Dies sind I) die reduktive Eliminierungsreaktion aus einem anfänglich gebildeten, hexakoordinierten Platinkomplex und II) eine -Bindungsmetathese der B–B- mit der Pt–C- Bindung. Die oxidative Addition von Cat2B2 an [Pt(PCy3)3] erfolgt reversibel. Die strukturellen Parameter des Bisborylkomplexes im Kristall deuten auf einen sterisch überfrachteten cis-Bis(boryl)komplex mit relativ schwach gebundenen Borylliganden hin. Das neuartige Phosphan P(CH2Cy)3, welches sich durch einen flexiblen sterischen Anspruch auszeichnet, wird als Ligand in niedervalenten Phosphankomplexen eingesetzt. Der Platinkomplex reagiert mit 1,3,5-(C6H3)(BBr2)3 selektiv zu 1,3,5-trans-[Pt(BBr)Br{P(CH2Cy)3}2]3(C6H3), dem ersten Tris(boryl)komplex. Die Bis- und Tris(phosphan)rhodium(I)-Komplexe, welche im Überschuss mit Phosphan im Gleichgewicht vorliegen, reagieren mit CatBH zu trans-[Rh(BCat)ClH{P(CH2Cy)3}2]. [Pt(PCy3)2] reagiert mit CatBH in einer cis-selektiv verlaufenden Reaktion. Die Reaktion von [Pt{P(CH2Cy)3}2] mit CatBH im Überschuss führt zur Bildung von trans-[Pt(BCat)H{P(CH2Cy)3}2], cis-[Pt(BCat)2{P(CH2Cy)2}2] und H2 im Gleichgewicht. Gemäß quantenchemischen Berechnungen erfolgt die oxidative Addition der B–H-Bindung an [Pt(PR3)2] (R=Me, Cy, CH2Cy) ausgehend von einem -Präkursorkomplex. Durch die oxidative Addition der B–H-Bindung von CatBH an cis-[Pt(BCat)H(PR3)2] wird ein hyperkoordiniertes Platin(IV)-Intermediat gebildet, aus welchem das thermodynamisch stabilere trans-konfigurierte Isomer gebildet werden kann. Dieses Platin(IV)-Intermediat stellt die Schlüsselverbindung für die nachfolgende Dehydrokupplung dar. Durch einen Übergangszustand, in welchem Diwasserstoff abgespalten werden kann, wird ein cis-Bis(boryl)platinkomplex gebildet. Durch eine -Bindungsmetathese mit der B–H-Bindung von CatBH kann die B–B-Bindung geknüpft und Diboran(4) abgespalten werden. Das metallhaltige Produkt dieser Reaktion ist identisch mit dem trans-(Boryl)(hydrido)platinkomplex. Durch die Flexibilität der P(CH2Cy)3-Liganden werden durchweg Intermediate berechnet, welche geringere Deformationskräfte aufweisen als mit den rigiden PCy3-Liganden. / The reaction of trans-[Pt{B(Br)(R)}Br(PCy3)2] with Lewis acidic bromoboranes results in the formation of the bromo-bridged, binuclear boryl complexes and the respective phosphine-borane adducts. Reaction with 4-picoline leads to coordination at the boron atom, formally shifting the halide ion from the boron to the metal centre with formation of the first neutral, base-stabilised borylene platinum. Through the oxidative addition of the B–Cl bond of BCl3 to [Pt(PCy3)2], trans-[Pt(BCl2)Cl(PCy3)2] was isolated, which reacts with Na[BArf4] to provide the cationic boryl complex trans-[Pt(BCl2)(PCy3)2][BArf4]. Through the structural characterisation of trans-[Pt{B(Br)(Fc)}Br(PiPr3)2] and trans-[Pt{B(Br)(Fc)}(PiPr3)2][BArf4] it was shown that the boryl ligand {B(Br)(Fc)} can be stabilised through the {Pt(PiPr3)2} fragment in both a neutral and a cationic T-shaped complex. The reaction of trans-[Pt{B(Br)(NMe2)}(PCy3)2][BArf4] with acetonitrile leads to the formation of the first cationic (bromoboryl) platinum complex trans-[Pt{B(Br)(NMe2)}(NCMe)(PCy3)2][BArf4]. Reacting trans-[Pt{B(Br)(NMe2)}Br(PCy3)2] with Na2[B12Cl12] in a molar ratio of 2:1 and addition of acetonitrile leads to the formation of trans-[Pt{B(Br)(NMe2)}(NCMe)(PCy3)2]2[B12Cl12]. The abstraction of the bromo ligand from trans-[Pt{B(4-Pic)(NMe2)}Br(PCy3)2][BArf4] results in the formation of the first dicationic 14-electron complex trans-[Pt{B(NMe2)(4-Pic)}(PCy3)2][BArf4]2 exhibiting a free coordination site. Reacting trans-[Pt(BCat’)Br(PCy3)2] with MeLi leads to the formation of trans-[Pt(BCat’)Me(PCy3)2]. Irreversible elimination of the alkyl borane with formation of [Pt(PCy3)2] is possible both in solution and in the solid state at elevated temperatures. The presence of various alkynes or bis(phosphines) (P–P) significantly facilitates the elimination with formation of h2-alkyne complexes or [Pt(P–P)2]. Likewise, the reaction of trans-[Pt(BCat’)Br(PCy3)2] with Cat2B2 facilitates the reductive elimination of Cat’BMe. Two possible mechanisms are proposed to account for these findings: a) reductive elimination reaction from a six-coordinate platinum centre and b) s-bond metathesis of B–B with Pt–C bonds. The oxidative addition of Cat2B2 to [Pt(PCy3)2] with formation of cis-[Pt(BCat)2(PCy3)2] was found to be a reversible process. Whereas spectroscopic data of the latter in solution remained unremarkable, its structural parameters in the crystal form convey the impression of a sterically congested cis-bis(boryl) complex with presumably loosely-bound BCat ligands. The novel tertiary phosphine P(CH2Cy)3, which features flexible steric bulk, is used as a ligand in the low-valent phosphine complexes [Pt{P(CH2Cy)3}2, [Pd{P(CH2Cy)3}2], [Rh(m-Cl){P(CH2Cy)3}2]2 and [RhCl{P(CH2Cy)3}3] and their reactivity towards boranes was investigated. The novel bis(phosphine) platinum complex reacts selectively with 1,3,5-(C6H3)(BBr2)3 forming 1,3,5-trans-[Pt(BBr)Br{P(CH2Cy)3}2]3(C6H3), which represents the first trinuclear tris(boryl) complex. The bis- and tris(phosphine) rhodium(I) complexes react with CatBH to furnish trans-[Rh(BCat)H{P(CH2Cy)3}2]. The [Pt(PCy)2] oxidative addition of the B–H bond of CatBH results in cis-[Pt(BCat)H(PCy3)2]. This compound isomerizes at room temperature with formation of trans-[Pt(BCat)H(PCy3)2]. The reaction of [Pt{P(CH2Cy)3}2] with an excess of CatBH yields trans-[Pt(BCat)H{P(CH2Cy)3}2], cis- [Pt(BCat)2{P(CH2Cy)2}2] and H2 in an equilibrium. Quantum chemical calculations suggest a possible reaction mechanism for the catalytic platinum-mediated dehydrocoupling of CatBH. The oxidative addition of the B–H bond to [Pt(PR3)2] (R =Me, Cy, CH2Cy) starts from a s-precursor complex and is an exothermal, cis-selective reaction resulting in cis-[Pt(BCat)H(PR3)2]. Through the oxidative addition of CatBH to cis-[Pt(BCat)H(PR3)2], a hypercoordinate platinum(IV) intermediate was calculated, that can react to form the thermodynamically favoured trans-isomer. This platinum(IV) intermediate is the key compound for the following dehydrocoupling reaction. As an alternative to the CatBH reductive eliminiation, H2 can be formed, resulting in a cis-bis(boryl) platinum complex cis-[Pt(BCat)2(PR3)2], representing the thermodynamic product in the catalytic cycle. A s-bond metathesis of the bis(boryl) complex with CatBH reinstates trans-[Pt(BCat)H(PCy3)2] and releases diborane, thereby completing the catalytic cycle. According to the quantum chemical calculations, the flexibility of the P(CH2Cy)3 ligands allows the formation of intermediates with lower deformation energy values than those with the rigid PCy3 ligands.

Im Rahmen dieser Arbeit konnten nasschemische Synthesen für Dibortetrafluorid und chlorid ausgehend von Dibortetrabromid entwickelt werden, die durch einfachen Halogenaustausch mit SbF3 bzw. GaCl3 realisiert wurden. In Verbindung mit Arbeiten von Dr. Jonas Müssig zur Synthese von B2I4 gelang die Darstellung aller vier Dibortetrahalogenide mittels einfacher Schlenktechnik basierend auf der Synthese von B2Br4 durch Nöth und Pommerening im Jahr 1981. Dibortetrachlorid konnte mit Phosphanen (PMe3, PCy3 und PPh3) und Singulett-Carbenen (IDipp und MeCAAC) zu den klassischen Bisaddukten 44−46 bzw. 54 und 55 umgesetzt werden. Die Addition eines Isonitrils (CNtBu) an B2Cl4 führte zunächst zur Ausbildung des Bisadduktes 53, allerdings konnte in Lösung eine Umlagerung beobachtet werden, deren Verlauf 11B-NMR-spektroskopisch verfolgt wurde, jedoch nicht final aufgeklärt werden konnte. Durch die Zugabe eines Unterschusses der Lewis-Basen IDipp bzw. PCy3 sollten zunächst Monoaddukte von B2Cl4 dargestellt werden, deren Umsetzung mit einer weiteren Lewis-Base die Synthese asymmetrischer Lewis-Basen-Addukte von B2Cl4 ermöglichen sollte. Die sp2-sp3-Diborane 56 und 57 konnten bei tiefen Temperaturen 11B-NMR-spektroskopisch nachgewiesen werden, allerdings führte eine Abfangreaktion mit diversen Lewis-Basen nicht zu den gewünschten asymmetrischen Addukten. Bei Raumtemperatur konnte eine Folgereaktion von 56 zur Chlorid-verbrückten kationischen Spezies 58 mit einem Tetrachloroborat-Anion beobachtet werden. Im Fall von Dibortetrafluorid konnten keine Lewis-Basen-Addukte (LB = PMe3 und MeCAAC) isoliert werden. Die Reaktivität von B2Cl4 gegenüber ungesättigten Substraten wurde anhand mehrerer literaturbekannter Beispiele (Acetylen, 2-Butin, 3-Hexin, Diphenylacetylen und Bis(trimethylsilyl)acetylen) nachvollzogen und um die terminalen Alkine Propin und 1 Hexin erweitert. Eine selektive Addition von B2Br4 an Dreifachbindungen gelang nicht. Die so erhaltenen Diborylalkene sollten zur Darstellung von 1,2-Diboreten genutzt werden, wobei zunächst über eine von Siebert et al. entwickelte Route die Bis(N,N-dialkylaminochlorboryl)alkene 67g, h, j und k dargestellt wurden. Ein nachfolgender Ringschluss unter reduktiven Bedingungen verlief nur für die Diisopropyl¬amino-substituierten Diborylalkene 67g und j selektiv und lieferte das 1,2-Dihydro-1,2-diboret 71g und das umgelagerte 1,3-Dihydro-1,3-diboret 68j. Der Austausch der Aminosubstituenten gegen Halogenide, der für eine weitere Reduktion zur B-B-Doppelbindung nötig wäre, gelang nicht. Die Umsetzung der Diborylalkene 61 (R = Me), 62 (R = Et) und 65 (R = Ph) mit Singulett-Carbenen (LB = IMe, IiPr, IDipp und MeCAAC) führte zu den chloridverbrückten Monoaddukten 74−76 und 79−81. Alle Verbindungen dieses Typs zeigten in NMR-spektroskopischen Untersuchungen ein sp2- und ein sp3-koordiniertes Borzentrum, welche für die CAAC-stabilisierten Verbindungen auch röntgenkristallografisch nachgewiesen werden konnten. Theoretische Untersuchungen bestätigten die Relevanz des verbrückenden Chloratoms zur Stabilisierung dieser Verbindungen. Für die Stammverbindung der Diborylalkene (59 (R = H)) konnte bei der Umsetzung mit MeCAAC eine unlösliche Verbindung erhalten werden, deren Struktur als Bisaddukt 82 mittels NMR-spektroskopischen Untersuchungen im Festkörper und durch Verbrennungsanalyse bestätigt werden konnte. Die Reduktion der CAAC-stabilisierten Diborylalkene 79 und 80 in Gegenwart von MeCAAC führte zu den captodativ-stabilisierten Diborylradikalen 83 und 84, deren Strukturanalyse eine orthogonale Anordnung der C2-Brücke zur B(CAAC)-Einheit offenlegt. Ausführliche EPR-spektroskopische Untersuchungen bei variabler Temperatur und theoretische Berechnungen bestätigen eine schwache Wechselwirkung der beiden Radikalzentren und einen offenschaligen Singulett-Grundzustand mit einem energetisch tiefliegenden Triplett-Zustand (ΔES T = 0.017 kcal mol−1). Der experimentell bestimmte Spin-Spin-Abstand und die Analyse der einfach besetzten Molekülorbitale (SOMO) bestätigen eine Delokalisierung der Spindichte über die NCAAC-CCAAC-B-Einheit. Der Austausch der verbrückenden Einheit und die somit einhergehende Verringerung der Sterik führt zu einer Planarisierung des Moleküls im Festkörper (87). Theoretische Untersuchungen und die Auswertung der strukturellen Parameter ergeben eine Delokalisierung der Elektronendichte über das gesamte planare System. EPR- und NMR-spektroskopische Untersuchungen ergaben dennoch Hinweise auf das Vorliegen einer paramagnetischen Verbindung. Untersuchungen zum Reduktionsverhalten von zweifach CAAC-stabilisiertem 1,4-Bis-(dibromboryl)benzol (97) ergaben die vollständige Enthalogenierung der Borzentren. Im Zuge dessen entstand ein hochreaktives, lineares Borylen, welches eine CH-Aktivierung mit dem Isopropylsubstituenten des CAAC-Liganden eingeht (98). Zur Stabilisierung des Borylens wurde die Reduktion in Gegenwart weiterer Lewis-Basen (Pyridin (Pyr), IiPr, IMeMe, PMe3, CNtBu und CO) durchgeführt, die in der Ausbildung der Diborylene 99−104 resultierten. Die Darstellung einer para-Phenylen-verbrückten Donor-Akzeptor-Verbindung (D: Borylen, A: BMes2) gelang nicht. / Within the scope of this work, solution-phase syntheses of diborontetrafluoride and chloride were developed using simple halogen exchange reactions, by reacting the precursor B2Br4 with SbF3 or GaCl3, respectively. In combination with the work of Dr. Jonas Müssig on the synthesis of B2I4, the preparation of all four diborontetrahalides was achieved by usual Schlenk technique, based on the synthesis of diborontetrabromide by Nöth and Pommerening in 1981. Diborontetrachloride was reacted with phosphines (PMe3, PCy3 and PPh3) and singlet carbenes (IDipp and MeCAAC) to yield bisadducts 44, 45, 46, 54 and 55, respectively. Reaction with an isonitrile (CNtBu) initially resulted in the formation of bisadduct 53, which underwent rearrangement in solution. The process was investigated by 11B NMR spectroscopy but was not finally resolved. Addition of a substoichiometric amount of the Lewis bases IDipp and PCy3 was supposed to lead to a monoadduct which should be subsequently reacted with another Lewis base to yield an asymmetric Lewis base adduct of B2Cl4. The sp2-sp3-diboranes 56 and 57 were indeed detected by 11B NMR spectroscopy at low temperatures but could not be trapped by another Lewis base to form the desired asymmetric adducts. At room temperature 56 underwent a follow-up reaction to give the chloride-bridged cationic species 58, supported by a tetrachloroborate anion. In the case of diborontetrafluoride no Lewis base adducts (LB = PMe3 and MeCAAC) could be isolated. The reactivity of B2Cl4 towards unsaturated substrates was confirmed for several literature known examples (acetylene, 2-butyne, 3-hexyne, diphenylacetylene and bis(trimethylsilyl)acetylene) and expanded to the terminal alkynes propyne and 1-hexyne. The addition of B2Br4 to triple bonds was not selective. Those diborylalkenes should be utilized for the syntheses of 1,2-diboretes. Bis(N,N-dialkylaminochloroboryl)alkenes 67g, h, j and k were synthesized according to a route developed by Siebert et al. but the subsequent reductive ring closure was only selective for diborylalkenes bearing diisopropylamino substituents 67g and j, yielding the 1,2-dihydro-1,2-diborete 71g and the rearranged 1,3-dihydro-1,3-diborete 68j.[155] An exchange of the amino substituents for halides, which would have been necessary for a further reduction to yield a B-B double bond, was not possible. Reaction of the diborylalkenes 61 (R = Me), 62 (R = Et) and 65 (R = Ph) with singlet carbenes (LB = IMe, IiPr, IDipp and MeCAAC) led to the chloride-bridged monoadducts 74−76 and 79−81. NMR spectroscopic investigations of those examples showed an sp2- as well as an sp3-hybridized boron atom, which could be structurally determined for the CAAC-stabilized compounds by X-ray crystallography. Theoretical analyses showed the importance of the bridging chloride for the stability of these compounds. Addition of MeCAAC to the parent diborylalkene 59 (R = H) resulted in an insoluble precipitate, whose bisadduct structure 82 was confirmed by solid-state NMR spectroscopy and elemental analysis. Reduction of CAAC-stabilized diborylalkenes 79 and 80 in the presence of MeCAAC led to the formation of captodatively stabilized diborylradicals 83 and 84, whose olefinic bridging unit lies perpendicular to the B(CAAC) unit, as shown by X-ray crystallography. Detailed EPR spectroscopic investigations at variable temperature alongside with theoretical studies confirmed a weak interaction of both radical centers and an open shell singlet ground state with a triplet state negligibly higher in energy (ΔES T = 0.017 kcal mol−1). The experimentally determined interspin distance and the analysis of the singly occupied molecular orbitals (SOMO) revealed a delocalization of the spin density over the NCAAC-CCAAC-B π system. Exchange of the bridging unit accompanied by the reduction of steric crowding led to a planarization of the molecule in the solid state (87). Theoretical studies and the evaluation of the structural parameters showed the delocalization of electron density over the entire planar system. EPR and NMR spectroscopic investigations indicated a paramagnetic nature of 87. Reduction of doubly CAAC-stabilized 1,4-bis(dibromoboryl)benzene (97) resulted in complete dehalogenation of the boron centers. As a result, a highly reactive, linear borylene was formed, which underwent CH activation with the isopropyl substituent of the CAAC ligand (98). In order to stabilize the borylene, reductions were performed in the presence of other Lewis bases, such as pyridine (Pyr), IiPr, IMeMe, PMe3, CNtBu and CO, resulting in the formation of diborylenes 99−104. The attempted synthesis of a para-phenylene-bridged donor-acceptor compound (D: borylene, A: BMes2) was not successful.

This work involves the synthesis and reactivity of pseudohalide-substituted boranes and borylenes. A series of compounds of the type (CAAC)BR2Y (CAAC = cyclic alkyl(amino)carbene; R = H, Br; Y = CN, NCS, PCO) were prepared first. The two-electron reduction of (CAAC)BBr2Y (Y = CN, NCS) in the presence of a second Lewis base L (L = N-heterocyclic carbene) resulted in the formation of the corresponding doubly Lewis base-stabilized pseudohaloborylenes (CAAC)(L)BY. These borylenes show versatile reactivity patterns, including their oxidation to the corresponding radical cations, coordination via the respective pseudohalide substituent to group 6 metal carbonyl complexes, as well as a boron-centered protonation with Brønsted acids to boronium cations. Reduction of (CAAC)BBr2(NCS) in the absence of a second donor ligand, led to the formation of boron-doped thiazolothiazoles via reductive dimerization of two isothiocyanatoborylenes. These B,N,S-heterocycles possess a low degree of aromaticity as well as interesting photophysical properties and can furthermore be protonated as well as hydroborated. Additionally, CAAC adducts of the parent boraphosphaketene (CAAC)BH2(PCO) could be prepared, which readily reacted with boroles [Ph4BR'] (R' = aryl) via decarbonylation in a ring expansion reaction. The obtained 1,2-phosphaborinines represent B,P-isosteres of benzene and consequently could be coordinated to metal carbonyl complexes of the chromium triade via η6-coordination, resulting in new half-sandwich complexes thereof. / Diese Arbeit beinhaltet die Synthese und Reaktivität von Pseudohalogenid-substituierten Boranen und Borylenen. Dabei wurde zunächst eine Reihe an Verbindungen des Typs (CAAC)BR2Y (CAAC = cyclisches Alkyl(amino)carben; R = H, Br; Y = CN, NCS, PCO) dargestellt. Die Zweielektronenreduktion von (CAAC)BBr2Y (Y = CN, NCS) in der Gegenwart einer weiteren Lewis-Base L (L = N-heterocyclisches Carben) resultierte in der Bildung der entsprechenden zweifach Lewis-Basen-stabilisierten Pseudohalogenborylene (CAAC)(L)BY. Diese Borylene zeigen eine vielseitige Folgechemie, wobei sie zu den korrespondierenden Radikalkationen oxidiert, über den jeweiligen Pseudohalogenidsubstituenten an Metallcarbonylkomplexe der Gruppe 6 koordiniert sowie mit Brønsted-Säuren Bor-zentriert zu Boroniumkationen protoniert werden können. Die Reduktion von (CAAC)BBr2(NCS) in Abwesenheit eines weiteren Donorliganden führte über die reduktive Dimerisierung zweier Isothiocyanatoborylene zur Bildung Bor-dotierter Thiazolothiazole. Diese B,N,S-Heterocyclen verfügen über ein geringes Ausmaß an Aromatizität sowie interessante photophysikalische Eigenschaften, und können darüber hinaus protoniert wie auch hydroboriert werden. Des Weiteren konnten CAAC-Addukte des Stammboraphosphaketens (CAAC)BH2(PCO) dargestellt werden, die bereitwillig unter Decarbonylierung in einer Ringerweiterungsreaktion mit Borolen [Ph4BR‘] (R‘ = Aryl) reagieren. Die erhaltenen 1,2-Phosphaborinine stellen B,P-Isostere des Benzols dar und konnten folglich über eine η6-Koordination an Metallcarbonylkomplexe der Chromtriade koordiniert werden, woraus neue Halbsandwichkomplexe dieser resultierten.

Die Dissertation befasst sich mit der Synthese und Reaktivität verschiedener niedervalenter Borverbindungen. In dem ersten Kapitel der Arbeit wurde das CAAC-stabilisierte Cyano(hydro)borylanion auf seine Bor- sowie Stickstoff-zentrierte Nucleophilie hin untersucht. Das ambidente Reaktionsverhalten der Verbindung konnte gegenüber verschiedenen Kohlenstoffelektrophilen sowie Monohalogenboranen nachgewiesen werden. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Aktivierung, Fixierung und Verkettung von Distickstoff durch Borylene. Es gelang den Mechanismus experimentell sowie quantenchemisch aufzuklären. Das Folgeprodukt der Protonierung, welches ein Bisborylhydrazindiradikal darstellt, wurde weitergehend auf seine Reaktivität als Reduktionsmittel untersucht und konnte selektiv einfach sowie zweifach oxidiert werden. Das dritte Kapitel beschreibt die Synthese eines neuartigen, vollständig ungesättigten 1,2-Diboretdiradikals, welches durch die schrittweise Reduktion des 2,3-[(CAAC)BBr2]2-Naphthalins erhalten wurde. Anfängliche Reaktivitätsstudien zu dem 1,2-Diboretdiradikal zeigen zudem, dass die Verbindung als Bor-Bor-Mehrfachbindung gegenüber einem Azid reagiert, jedoch durch die Umsetzung mit Kohlenstoffmonoxid auch zu einem Bisborylen gespalten werden kann. / The dissertation deals with the synthesis and reactivity of various low-valent boron compounds. The first chapter of the thesis discusses the boron- and nitrogen-centred nucleophilicity of the CAAC-stabilised cyano(hydro)borylanion. The ambivalent reaction behaviour of the compound was demonstrated by reacting it with various carbon electrophiles as well as monohalogen boranes. The second part of the work deals with the activation, fixation and reductive coupling of dinitrogen by borylenes. The mechanism was elucidated experimentally and quantum-chemically. The protonation product, a bisboryl hydrazine diradical, was further investigated for its reactivity as a reducing agent and could be selectively oxidized. The third chapter describes the synthesis of a novel, fully unsaturated 1,2-diborete biradicaloid obtained by the stepwise reduction of 2,3-[(CAAC)BBr2]2 naphthalene. Initial reactivity studies on the 1,2-diborete biradicaloid also show that the compound reacts either as a boron-boron multiple bond towards azides, but can also be cleaved to a bisborylene by reaction with carbon monoxide.

Würzburg, Univ., Diss., 2009. / Zsfassung in engl. Sprache.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Dihydroborane (H2BR) sowie Dihalogenborane (X2BR) mit Übergangsmetall-Lewis-Basen umgesetzt und die Reaktivität der auf diese Weise erhaltenen Übergangsmetall–Bor-Komplexe eingehend untersucht. So wurde eine Serie neuer Borylkomplexe des Typs trans-[Pt{B(Br)R‘}Br(PR3)2] dargestellt und mit Salzen schwach-koordinierender Anionen umgesetzt. Diese Studien sollten die Triebkraft für die Bildung kationischer Borylenkomplexe näher beleuchten. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass eine Substitution in ortho-Position des borgebundenen Arylliganden für den notwendigen [1,2]-Halogenshift vom Bor- zum Platinzentrum und somit zur Realisierung einer Pt=B-Mehrfachbindung unabdingbar ist. Demnach reagieren Komplexe mit para-substituierten Arylliganden bei Halogenidabstraktion aus Borylkomplexen zu T-förmigen, kationischen Borylplatinkomplexen, während die Duryl-substituierten Analoga unter [1,2]-Halogenwanderung in kationische Borylenplatinkomplexe überführt werden. Neben dem Substitutionsmuster des borgebundenen Arylliganden wurde auch der Einfluss des Phosphanliganden untersucht. Die Molekülstrukturen der Borylkomplexe 2 und 4 im Festkörper zeigen grundlegende Unterschiede im strukturellen Aufbau. Der Durylsubstituent ist in 2 im Vergleich zur (Ph-4-tBu)-Einheit in 4 deutlich aus der {Br2–Pt–B–Br1}-Ebene herausgedreht (2: Pt–B–C1–C2: 31.4(1); 4: 4.3(7)°), was vermutlich einen [1,2]-Halogenshift in 2 begünstigt. Die Pt–B-Bindungen der kationischen Borylenkomplexe 6 (1.861(5) Å) und 7 (1.863(5) Å) sind deutlich kürzer als im neutralen Borylkomplex 2 (2.004(4) Å), was ein eindeutiger Beleg für den Mehrfachbindungscharakter der Pt–B-Bindungen in 6 und 7 ist. Demzufolge scheint der sterische Anspruch des borgebundene Arylsubstituenten entscheidend für den Reaktionspfad bei Halogenidabstraktionen und somit für die Bildung kationischer Borylenplatinkomplexe zu sein, während diesen Studien zu Folge der Einfluss der Ligandensphäre am Platinzentrum eher eine untergeordnete Rolle spielt. Des Weiteren gelang die Synthese der neuartigen heteroleptischen Platinkomplexe [Pt(cAACMe)(PiPr3)] (13) und [Pt(cAACMe)(PCy3)] (14) durch Umsetzung von [Pt(PCy3)2] und [Pt(PiPr3)2] mit dem cyclischen (Alkyl)(Amino)Carben cAACMe (Schema 34, A), bzw. durch Umsetzung von [Pt(nbe)2(PCy3)] (Schema 34, B) mit cAACMe. Die Darstellung des literaturbekannten homoleptischen Komplexes [Pt(cAACMe)2] (11) konnte durch Reaktion von [Pt(nbe)3] mit cAACMe deutlich vereinfacht werden bei gleichzeitiger Steigerung der Ausbeute (96%, Literatur: 79%). Die ungewöhnlich intensiv orangene Farbe dieser Verbindungsklasse geht laut DFT-Rechnungen auf die elektronische Anregung aus dem HOMO in das LUMO zurück, wobei hauptsächlich die π-Wechselwirkungen zwischen den Platin- und Carbenkohlenstoffatomen des cAACMe-Liganden beteiligt sind (DFT-Rechnungen von Dr. Mehmet Ali Celik). Auch in ihren strukturellen Eigenschaften sind sich 11 - 14 sehr ähnlich, wohingegen deutliche Unterschiede in deren Elektrochemie und Reaktivität beobachtet wurden. So konnte für 11 eine quasi-reversible Oxidationswelle (E1/2 = –0.30 V gegen [Cp2Fe]/[Cp2Fe]+ in THF) bestimmt werden, während die heteroleptischen Komplexe 13 und 14 (Epa = –0.09 V; –0.11 V) sowie deren Vorläufer [Pt(PCy3)2] und [Pt(PiPr3)2] (Epa = 0.00 V; +0.12 V) irreversible Oxidationswellen zeigen. Demnach kann 13 und 14 im Vergleich zu [Pt(PCy3)2] und [Pt(PiPr3)2] ein größeres Reduktionsvermögen zugeordnet werden. Reaktivitätsstudien zeigen, dass der homoleptische Komplex 11 inert gegenüber vielen Substraten wie z.B. Boranen, Diboranen(4) und Lewis-Säuren ist. Im Gegensatz dazu haben sich die heteroleptischen Komplexe 13 und 14 als deutlich reaktiver erwiesen, womit diese eine Mittelstellung zwischen 11 und der Spezies [Pt(PR3)2] einnimmt. Die Umsetzung von [Pt(cAACMe)(PiPr3)] (13) mit BBr3 und Br2BPh lieferte die Borylkomplexe 18 und 19, welche vollständig charakterisiert wurden. Die Reaktivität von 13 und 14 gegenüber den Lewis-Säuren GaCl3 und HgCl2 zeigt ebenfalls Analogien zu der von Bis(phosphan)platinkomplexen. Reaktion mit GaCl3 führte hierbei zur Bildung der MOLP-Komplexe [(cAACMe)(PiPr3)Pt→GaCl3] (21) und [(cAACMe)(PCy3)Pt→GaCl3] (22), während die oxidative Addition der Hg–Cl-Bindung an das Platinzentrum von 14 im Komplex [PtCl(HgCl)(cAACMe)(PiPr3)] (23) resultierte. Die Synthese von 23 gelang auch durch Umsetzung mit Kalomel unter Abscheidung eines Äquivalentes elementaren Quecksilbers. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Übergangsmetall-vermittelten Dehydrokupplung von Dihydroboranen. Die Umsetzung von [Pt(cAACMe)(PiPr3)] (13) mit BBr3 und Br2BPh lieferte die Borylkomplexe 18 und 19, welche vollständig charakterisiert wurden. Die Reaktivität von 13 und 14 gegenüber den Lewis-Säuren GaCl3 und HgCl2 zeigt ebenfalls Analogien zu der von Bis(phosphan)platinkomplexen. Reaktion mit GaCl3 führte hierbei zur Bildung der MOLP-Komplexe [(cAACMe)(PiPr3)Pt→GaCl3] (21) und [(cAACMe)(PCy3)Pt→GaCl3] (22), während die oxidative Addition der Hg–Cl-Bindung an das Platinzentrum von 14 im Komplex [PtCl(HgCl)(cAACMe)(PiPr3)] (23) resultierte. Die Synthese von 23 gelang auch durch Umsetzung mit Kalomel unter Abscheidung eines Äquivalentes elementaren Quecksilbers. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Übergangsmetall-vermittelten Dehydrokupplung von Dihydroboranen. Vor Beginn dieser Reaktivitätsstudien wurde zunächst eine vereinfachte Syntheseroute für Dihydroborane entwickelt. Durch Umsetzung von Cl2BDur mit HSiEt3 konnte auf diese Weise der Syntheseaufwand deutlich verringert und die Ausbeute an H2BDur von 74% auf 98% deutlich gesteigert werden. Zur Dehydrokupplung wurden neben Gold-, Rhodium- und Iridiumkomplexen auch Platinkomplexe mit H2BDur umgesetzt. Die Untersuchungen mit Gold- und Rhodiumverbindungen erwiesen sich hierbei als erfolglos und die Umsetzung der Iridiumpincerkomplexe [(PCP)IrH2] 26 und 27 (tBuPCP, AdPCP) mit H2BDur lieferte die Boratkomplexe 28 und 29 mit κ2-koordinierten {H2BHDur}-Liganden. Analog konnte bei Umsetzung von 26 mit H2BThx der Boratkomplex 30 spektroskopisch beobachtet, jedoch nicht isoliert werden. Bei den Komplexen 28 - 30 handelt es sich um die ersten κ2-σ:σ-Dihydroboratkomplexe mit sterisch anspruchsvollen Arylsubstituenten. Neben den Iridiumpincerkomplexen wurde auch der Komplex [Cp*IrCl2]2 mit H2BDur umgesetzt. Die Bildung des Boratkomplexes 34 ist mit einem [1,2]-Shift eines Chloratoms von Iridium auf das Borzentrum verbunden. Die Reaktivität von H2BDur gegenüber [Pt(PCy3)2] zeigte eine starke Abhängigkeit hängt von der Stöchiometrie. Bei der 1:1-Umsetzung konnten sowohl die farblosen Verbindungen trans-[(PCy3)2PtH2] und Cy3P→BH2Dur (48) isoliert werden, als auch die beiden dunkelroten Verbindungen [(Cy3P)3Pt3(2-B2Dur2)] (36) und [{(PCy3)Pt}4(2-BDur)2(4-BDur)] (37), kristallographisch untersucht werden. Der B–B-Abstand im π-Diborenkomplex 36 (1.614(6) Å) deutet eindeutig auf die Gegenwart einer B=B-Doppelbindung hin, wobei das Diboren side-on gebunden an zwei der drei Platinatome des Pt3-Gerüsts koordiniert ist. Die Zusammensetzung von 36 und 37 konnte auch durch Elementaranalysen bestätigt werden. Die Bildung von 36 und 37 deuten auch darauf hin, dass bei dieser Art der Dehydrokupplung multimetallische Wechselwirkungen eine wichtige Rolle für die Stabilisierung der borzentrierten Liganden spielen. So konnten bei der Reaktion von [Pt(PCy3)2] mit zwei Äquivalenten H2BDur neben Cy3P→BH2Dur (48) auch zwei weitere zweikernige Platinverbindungen isoliert und vollständig charakterisiert werden. Erhitzen der Reaktionslösung auf 68°C für 170 Minuten führte hierbei zur Bildung von [{(Cy3P)Pt}2(μ-BDur)(ƞ2:(μ-B)-HB(H)Dur)] (38) mit zwei verbrückenden borzentrierten Liganden, einem Borylen- (BDur) und einem Boranliganden (BH2Dur), welche im 11B{1H}-NMR Spektrum bei δ = 101.3 und δ = 32.8 ppm detektiert wurden. Die Röntgenstrukturanalyse von 38 lässt einen signifikanten σ-BH-Hinbindungsanteil des Boranliganden zu einem der Platinzentren vermuten, was einen anteiligen Pt2→B-Bindungscharakter andeutet. Dieser Befund konnte auch durch DFT-Rechnungen von Dr. William Ewing bestätigt werden. Die Studien haben auch gezeigt, dass die Bildung von 38 über eine Zwischenstufe verläuft, den hypercloso-Cluster [{(Cy3P)HPt}2(μ-H){μ:ƞ2-B2Dur2(μ-H)}] (39) mit einer tetraedrischen {Pt2B2}-Einheit, zwei terminalen Pt–H-Bindungen sowie je einen die Pt–Pt- bzw. B–B-Bindung verbrückenden Hydridliganden. 39 erwies sich als anfällig gegenüber H2-Eliminierung und lagert bei Raumtemperatur innerhalb von Tagen, bzw. bei 68°C innerhalb einer Stunde unter B–B-Bindungsbruch quantitativ in 38 um, welche selbst keinen direkten Bor–Bor-Kontakt mehr aufweist. Auf Grundlage der beschriebenen Resultate wurde zudem ein einfacher Zugang zu zweikernigen Platinkomplexen entwickelt. Demnach gelang es, den literaturbekannten zweikernigen Komplex [Pt2(μ:ƞ2-dppm)3] (50) (dppm = Ph2PCH2PPh2) durch Umsetzung von [Pt(nbe)3] mit dppm in guten Ausbeuten zu synthetisieren. Des Weiteren wurde die Reaktivität von 50 gegenüber verschiedenen Lewis-Säuren untersucht. Ein Großteil dieser Umsetzungen war mit der Bildung von schwer löslichen Feststoffen verbunden, weshalb lediglich bei der Reaktion mit Br2BPh und Br2BMes geringe Mengen an definiertem Produkt isoliert und durch Röntgenstrukturanalyse charakterisiert werden konnten. Demnach führte die Umsetzung von 50 mit Br2BPh oder Br2BMes zur oxidativen Addition beider B–Br-Bindungen an je eines der Platinzentren und der Bildung der verbrückenden Borylenplatinkomplexe 51 und 52. NMR-spektroskopische Studien deuteten eine analoge Reaktivität von Br2BDur und Br2BFc an, wobei die Komplexe 53 und 54 noch nicht vollständig charakterisiert werden konnten. / Another focus of this work was the dehydrocoupling of dihydroboranes (H2BDur) mediated by late transition metals. Prior to these reactivity studies, an improved protocol for a less time-consuming synthetic route of dihydroboranes was developed. To this end, reaction of Cl2BDur with an excess HSiEt3 was shown to proceed quantitatively, affording H2BDur in 98% yield (lit: 74%). Unfortunately, dehydrocoupling experiments of H2BDur with gold, rhodium and iridium complexes were unsuccessful. However, it was possible to isolate two dihydroborate complexes (28, 29) by reaction of iridium pincer complexes [(PCP)IrH2] 26 and 27 (tBuPCP, AdPCP) with H2BDur. Here, the {H2BHDur} moiety binds as a bidentate unit to the metal center. Similarly, the reaction of 26 with H2BThx yielded an analogous species, which was detected by NMR spectroscopy, but could not be isolated. Complexes 28 and 29 have to be considered the first κ2-σ:σ-dihydroborate complexes with sterically demanding aryl substituents. In addition, the iridium complex [Cp*IrCl2]2 was treated with H2BDur and a crystal of the dihydroborate complex 34 was obtained. In this case, formation of 34 was accompanied by a [1,2]-shift of one chloride atom from iridium to the boron center. ...

Die Synthese unterschiedlicher terminaler Gruppe 6 Borylenkomplexe wurde durchgeführt. Dabei wurden neben NMR- und IR-spektroskopischen Untersuchungen, die Identitäten der Verbindungen mittels Röntgenkristallographie festgestellt. Ferner wurden Studien zur Reaktivität des nucleophilen Borzentrums in diesen Verbindungen durchgeführt und die erhaltenen Reaktionsprodukte ebenfalls durch die oben genannten Spektroskopiemethoden charakterisiert. Dabei lag das Augenmerkt besonders auf der Darstellung von monovalenten Borverbindungen, sowie Verbindungen mit Bor-Element-Mehrfachbindungen. / Synthesis and reactivity of group 6 arylborylene complexes. Characterization via NMR, IR spectroscopy and X-Ray analysis.

Die vorliegende Arbeit befasst sich im ersten Teil mit der Reaktivität von Gruppe 8 Borylenkomplexen. Zunächst wurde der Eisenborylenkomplex 71 mit verschiedenen Carbodiimiden umgesetzt. Die entstandenen Produkte in Form von Spiroverbindungen, [2+2]-Cycloadditionsprodukten sowie Diazadiboretidinen konnten strukturell und spektroskopisch untersucht werden. Außerdem wurde 71 mit Aziden umgesetzt, was NMR-spektroskopisch zur Bildung von Tetrazaborolen führt. Der Eisenbis(borylen)komplex 72 wurde ebenfalls mit Carbodiimiden umgesetzt und die entstandenen Verbindungen, unter anderem Diazadiboretidine, strukturell und spektroskopisch untersucht. Eine Umsetzung von 72 mit Stickstoffbasen wie Azobenzol, 2,2'-Bipyridin oder Pyridazin führte bei letzterem zur Bildung eines Koordinationsprodukts. Während die Umsetzungen des Eisentetrakis(borylen)komplexes 73 mit Methylisocyanid, Magnesium und Trimethylphosphan zu Zersetzung führten, konnten mit Bis(piperidyl)acetylen und Diisopropylcarbodiimid keine Umsetzungen festgestellt werden. Nach Aufnahme eines UV/Vis- und CV-Spektrums des Eisentetraborkomplexes 74 wurde versucht, diesen mit diversen Erd- und Erdalkalimetallverbindungen zu reduzieren. Hierbei konnte entweder keine Reaktion oder Zersetzung festgestellt werden. Weitere Umsetzungen von 74 erfolgten mit unterschiedlichen Lewis-Basen, Stickstoffbasen, Säuren, Gasen, Chalkogenen, DIC und einer Platin(0)-verbindung. Diese Umsetzungen führten zu keinen identifizierbaren Produkten. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Synthese und Reaktivität des basenstabilisierten Borylens 89 untersucht. Nach Verbesserung der Synthesebedingungen konnte ein photolytisch induzierter Ligandenaustausch des CO-Liganden mit verschiedenen Substraten durchgeführt werden. Hierbei führten die Umsetzungen mit Carbenen oder Phosphanen in Abhängigkeit derer sterischer Eigenschaften zu den entsprechenden Adduktverbindungen. Außerdem konnte eine Adduktverbindung mit Schwefel dargestellt werden, während eine Umsetzung mit Selen nur zur Zersetzung führte. Die Umsetzung mit DMAP lieferte im Gegensatz zur den vorherigen Adduktverbindungen ein biradikalisches Produkt, welches durch ESR-Messung charakterisiert werden konnte. Eine lösungmittelabhängige Reaktion findet mit Trifluorophosphan statt, mit welchem die entsprechende instabile Borylenverbindung NMR-spektroskopisch untersucht werden konnte. Die Borazidspezien 169 und 170 sowie das Aminoboran 171 konnten durch Umsetzung von 89 mit Mesityl- und Phenylazid generiert und vollständig charakterisiert werden. In Anlehnung an die Synthese von Fischercarbenkomplexen wurde 89 mit Organometallverbindungen umgesetzt, um die Reaktivität des CO-Liganden zu erforschen. Nach Umsetzungen mit Phenyllithium, Methyllithium oder Benzylkalium erfolgte die Methylierung in situ mittels Methyltriflat oder dem Meerwein-Salz [Me3O][BF4]. Die entstandenen Fischercaben-analogen Verbindungen konnten strukturell und spektroskopisch charakterisiert werden. / The present work deals in the first part with the reactivity of group 8 borylene complexes. First, the iron borylene complex 71 was reacted with various carbodiimides. The resulting products in the form of spiro compounds, [2+2]-cycloaddition products as well as diazadiboretidines could be studied structurally and spectroscopically. In addition, 71 was reacted with azides, leading to the formation of tetrazaboroles by NMR spectroscopy. The iron bis(borylene) complex 72 was also reacted with carbodiimides and the resulting compounds, including diazadiboretidines, were studied structurally and spectroscopically. Reaction of 72 with nitrogen bases such as azobenzene, 2,2'-bipyridine, or pyridazine led to the formation of a coordination product in the latter. While reactions of the iron tetrakis(borylene) complex 73 with methyl isocyanide, magnesium and trimethylphosphane led to decomposition, no reactions were detected with bis(piperidyl)acetylene and diisopropylcarbodiimide. After recording a UV/Vis and CV spectrum of the iron tetraboron complex 74, attempts were made to reduce it with various earth and alkaline earth metal compounds. Here, either no reaction or decomposition was observed. Further reactions of 74 were carried out with various Lewis bases, nitrogen bases, acids, gases, chalcogens, DIC, and a platinum(0) compound. These reactions did not lead to any identifiable products. In the second part of this work, the synthesis and reactivity of the base-stabilized borylene 89 was investigated. After improvement of the synthesis conditions, photolytically induced ligand exchange of the CO ligand with different substrates could be performed. Here, the reactions with carbenes or phosphanes led to the corresponding adduct compounds depending on their steric properties. In addition, an adduct compound with sulfur could be presented, while a reaction with selenium only led to decomposition. In contrast to the previous adduct compounds, the reaction with DMAP gave a biradical product, which could be characterized by ESR measurement. A solvent-dependent reaction occurs with trifluorophosphane, with which the corresponding unstable borylene compound could be studied by NMR spectroscopy. The borazide species 169 and 170 as well as the aminoborane 171 could be generated and fully characterized by reacting 89 with mesityl and phenyl azide. Following the synthesis of Fischer carbene complexes, 89 was reacted with organometallic compounds to explore the reactivity of the CO ligand. After reactions with phenyllithium, methyllithium or benzyl potassium, methylation was carried out in situ using methyl triflate or the Meerwein salt [Me3O][BF4]. The resulting Fischercaben-analogous compounds could be characterized structurally and spectroscopically.

Einfach Lewis-Basen stabilisierte Borylene wurden durch Reduktion in situ hergestellt und in Gegenwart von Kohlenstoffmonoxid oder Distickstoff umgesetzt. Die entstandenen Verbindungen wurden mittels NMR-, ESR-, UV/Vis- und IR-Spektroskopie sowie Einkristallröntgenstrukturanalyse charakterisiert. Im Zuge dessen konnten für die erhaltenen Spezies Eigenschaften ermittelt werden, die denen analoger Übergangsmetallkomplexe ähneln. Ferner konnten die zugrundeliegenden mechanistischen Vorgänge der Reaktionen durch gezielte Variation der Reaktionsparameter aufgeklärt werden. Zudem wurden Redoxverhalten und Reaktivitäten der isolierten Produkte in weiterführenden Studien näher untersucht. / Mono(Lewis base)-stabilized borylenes were transiently generated by reduction and converted in the presence of carbon monoxide or dinitrogen. The resulting compounds were characterized by means of NMR, EPR, UV-vis and IR spectroscopy as well as X-ray diffraction analysis. The properties determined for the isolated species in the course of these investigations closely resemble those of analogous transition metal complexes. Furthermore, it was possible to elucidate the mechanistic processes underlying the reactions through systematic alteration of the reaction parameters. Additionally, the redox behaviour and reactivities of the isolated products were examined more closely.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese und Reaktivitat niedervalenter borhaltiger Verbindungen der Oxidationsstufe +I, sowie der Darstellung eines neuen zweizähnigen Carbens. Von zentraler Bedeutung waren dabei Verbindungen aus der Substanzklasse der cAACs, die sowohl als stabilisierende Lewis-Basen der Diborene und Borylene zum Einsatz kamen, als auch das Grundgerüst des neuen Carbens bilden. Zunächst stand die Synthese eines neuen Diborens im Fokus, wobei Cyclohexylsubstituenten am Pyrrolidingerust des cAACs verwendet wurden. Die Reaktivitätsstudien wurden anschließend am Diboren mit dem methylsubstituierten cAAC-Derivat durchgeführt. Dabei konnte neben der 1,2-Addition von Wasser die Insertion von Acetylen in die BB-Bindung, sowie die Spaltung durch die Reaktion mit diversen Aziden beobachtet werden. Darüber hinaus gelingt die vollständige Separierung beider Boratome in zwei getrennte Moleküle bei der Umsetzung mit Kohlenstoffdioxid in einer Reaktionssequenz aus [2+2]-Cycloaddition und -reversion. Das dabei erhaltene Hydroborylen wurde im zweiten Teil der Arbeit hinsichtlich seiner Reaktivität untersucht. Gerade die Carbonylfunktionalität erlaubte hierbei den Zugang zu vielfältigen Reaktionsprodukten. Unter anderen kann der Carbonylsubstituent in ein Alkin oder ein Nitril überführt werden. Zudem kann die, aus der Übergangsmetall-Carbonylchemie bekannte, Fischer-Carben Synthese am Borylen reproduziert werden und stellt somit ein metallomimetisches Verhalten der Borylene zur Schau. Der letzte Teil befasst sich mit der Darstellung eines zweizähnigen Carbenliganden, wobei der Nachweis des freien Carbens indirekt mittels Abfangreaktionen gelang. / The present work deals with the synthesis and reactivity of low-valent boron-containing compounds of oxidation state +I, as well as the preparation of a new bidentate carbene. Compounds from the substance class of cAACs were of central importance, since they were used both as stabilizing Lewis bases of the diborenes and borylenes and also represent the generic framework of the newly synthesised. Firstly, this work focused on the synthesis of a new diborene using cyclohexyl substituents on the pyrrolidine residue of the cAAC. Reactivity studies were then performed on the diborene with the methyl-substituted cAAC. In addition to the 1,2-addition of water, the insertion of acetylene into the BB bond as well as the bond cleavage upon treatment with various azides was observed. Moreover, the complete separation of both boron atoms into two separate molecules succeeds upon reaction with carbon dioxide in a reaction sequence of [2+2]-cycloaddition and -reversion. The hydroborylene obtained from the reaction with CO2 was investigated in the second part of the work with respect to its reactivity. The carbonyl functionality in particular allowed access to a wide range of structural motifs. Among others, the carbonyl substituent can be converted into an alkyne or a nitrile. In addition, the Fischer-Carben synthesis, known from transition metal carbonyl chemistry, can be reproduced on the borylene, thus exhibiting a metallomimetic behavior of the borylene. The last part deals with the preparation of a bidentate carbene ligand, where the detection of the free carbene was achieved indirectly by means of trapping reactions.