In dieser Arbeit wurde eine verbesserte Synthesestrategie für [Ti(η5-C5H5)(η7-C7H7)] entwickelt. Daraufhin wurde [Ti(η5-C5H5)(η7-C7H7)] in Anlehnung an eine bekannte Literaturvorschrift in [Ti(η5-C5H4Li)(η7 C7H6Li)]∙pmdta überführt, welches mit verschiedenen Elementdihalogeniden zu [Ti(η5-C5H4)(η7-C7H6)E2R4] (E2R4 = B2(NMe2)2, Si2Me4, Sn2tBu4) bzw. [Ti(η5-C5H4SiMe2)(η7-C7H6SiMe2)CH2)] umgesetzt wurde. Die Röntgenstrukturanalysen der Troticenophane stehen in vollem Einklang mit den NMR-spektroskopischen Daten in Lösung und belegen die Verringerung der Molekülspannung mit zunehmender Anzahl und wachsendem Kovalenzradius der Brückenatome. UV-Vis-spektroskopische Studien bestätigen die wohldokumentierte Blauverschiebung der langwelligsten Absorptionsbande mit zunehmender Moleküldeformation, lediglich [Ti(η5-C5H4SiMe2)(η7-C7H6SiMe2)CH2] zeigt eine deutliche Abweichung von diesem Trend. Die Umsetzung von [Ti(η5-C5H4)(η7-C7H6)B2(NMe2)2] mit [Pt(PEt3)3] führte zur oxidativen Addition der B-B-Bindung an das niedervalente Platinzentrum, verbunden mit einer signifikanten Abnahme der Ringspannung. Zur Darstellung von Trovacenophanen wurde zunächst die Dimetallierung von [V(η5-C5H5)(η7-C7H7)] optimiert, wobei [V(η5-C5H4Li)(η7-C7H6Li)]∙pmdta in nahezu quantitativer Ausbeute erhalten werden konnte. Die Umsetzung von [V(η5-C5H4Li)(η7-C7H6Li)]∙pmdta mit verschiedenen Elementdihalogeniden ermöglichte die Synthese von [n]Trovacenophanen (n = 1, 2). Erwartungsgemäß bestätigen die Kristallstrukturen von [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)SiMeiPr] und [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)GeMe2] den gespannten Charakter der ansa-Komplexe. Im Unterschied hierzu wirkt sich die Verknüpfung der Ringliganden in [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)Sn2tBu4] kaum auf die Geometrie des Sandwichgerüsts aus. ESR-spektroskopische Untersuchungen untermauern frühere Befunde, wonach die isotrope Hyperfeinkopplungskonstante mit zunehmendem Kippwinkel α abnimmt. Die Übergangsmetall-vermittelte Polymerisation von [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)SiMe2] und [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)SiMeiPr] konnte mit Hilfe von Karstedt’s Katalysator bei erhöhten Temperaturen verwirklicht werden. Die durchschnittlichen Molekulargewichte der erhaltenen Polymere wurden durch GPC- und DLS-Studien zu mindestens Mn = 10000 g mol-1 bzw. Mn = 5600 g mol-1 mit moderaten Polydispersitäten (Mw/Mn = 2.31 bzw. Mw/Mn = 1.64) bestimmt. Durch Umsetzung von [Ti(η5-C5H5)(η8-C8H8)] mit BuLi in Gegenwart von pmdta konnte erstmals ein Sandwichkomplex mit einem Cot-Liganden selektiv in 1,1ʹ-Position dilithiiert werden. Während alle Versuche zur Synthese gespannter [1]Titanoarenophane scheiterten, ermöglichte die Umsetzung von [Ti(η5-C5H4Li)(η8-C8H7Li)]∙pmdta mit geeigneten Elementdichloriden die Isolierung von [n]Titanoarenophanen (n = 2, 3). Die paramagnetischen ansa-Komplexe wurden hierbei eindeutig durch Massenspektrometrie, Elementaranalyse und Röntgendiffraktometrie charakterisiert. Demnach erweist sich lediglich [Ti(η5-C5H4)(η8-C8H7)Si2Me4] als moderat gespanntes System, wohingegen [Ti(η5-C5H4)(η8-C8H7)Sn2tBu4] und [Ti(η5-C5H4SiMe2)(η8-C8H7SiMe2)CH2] eine coplanare Anordnung der Ringliganden aufweisen. Durch Einelektronen-Oxidation mit [Fe(η5-C5H5)2][X] (X = BArf4, PF6) konnten die ansa-Komplexe nachfolgend selektiv in die entsprechenden Kationen überführt werden. Mit der Darstellung von [Cr(η5-C5H4Li)(η6-C6H5Li)]∙pmdta gelang erstmals die Dimetallierung eines paramagnetischen Sandwichkomplexes der Zusammensetzung [M(η5-C5H5)(η6-C6H6)]. Nachfolgende Umsetzung mit Gruppe 14-Elementdichloriden lieferte die [n]Chromoarenophane [Cr(η5-C5H4)(η6-C6H5)ER2] (ER2 = SiMe2, SiMeiPr, SiiPr2, GeMe2, SntBu2), [Cr(η5-C5H4)(η6-C6H5)E2R4] (E2R4 = Si2Me4, Sn2tBu4) und [Cr(η5-C5H4SiMe2)(η6-C6H5SiMe2)CH2], welche zweifelsfrei durch Elementaranalysen und Massenspektrometrie identifiziert werden konnten. UV-Vis-spektroskopische Untersuchungen an den ansa-Komplexen offenbaren keinen Zusammenhang zwischen geometrischen und spektroskopischen Parametern, weshalb eine Abschätzung der Ringspannung für diese Systeme ohne Röntgenstrukturanalysen nicht möglich war. Erwartungsgemäß ist die Insertion einer {Pt(PEt3)2}-Einheit in die Sn-Cipso-Bindung zum Sechsring von [Cr(η5-C5H4)(η6-C6H5)SntBu2] mit einer deutlichen Verringerung der Moleküldeformation verbunden. Durch die Synthese von [Mn(η5-C5H4)(η6-C6H5)ER2] (ER2 = BNCy2, Si(CH2)3, GeMe2, SntBu2) wurde die Reihe an bekannten [1]Manganoarenophanen systematisch erweitert. Während die 1H NMR-Spektren der ansa-Komplexe keine eindeutigen Aussagen über das Ausmaß der Ringspannung in diesen Verbindungen erlauben, lassen die Hochfeldverschiebungen der Cipso-Atome in den 13C-NMR-Spektrem eine ausgeprägte Verzerrung erwarten. Im Unterschied dazu sprechen die NMR-Daten von [Mn(η5-C5H4)(η6-C6H5)Sn2tBu4] für eine eher ungespannte Natur der Sandwicheinheit. / In this work an improved experimental approach toward [Ti(η5-C5H5)(η7-C7H7)] was developed. Subsequently, [Ti(η5-C5H5)(η7-C7H7)] was converted to the established dilithiated species [Ti(η5-C5H4Li)(η7-C7H6Li)]∙pmdta, which facilitated access to [Ti(η5-C5H4)(η7-C7H6)E2R4] (E2R4 = B2(NMe2)2, Si2Me4, Sn2tBu4) and [Ti(η5-C5H4SiMe2)(η7-C7H6SiMe2)CH2)], respectively, upon reaction with suitable element dihalides. The results of X-ray diffraction studies on the troticenophanes are consistent with the NMR spectroscopic data in solution and thus confirm the anticipated trend that molecular strain increases with decreasing number and smaller covalent radii of the bridging elements. Only [Ti(η5-C5H4SiMe2)(η7-C7H6SiMe2)CH2] deviates considerably from this trend. Reaction of [Ti(η5-C5H4)(η7-C7H6)B2(NMe2)2] with [Pt(PEt3)3] resulted in the oxidative addition of the B-B-bond to the low-valent platinum center accompanied by a notable reduction of ring strain. In addition, the selective dimetalation of [V(η5-C5H5)(η7-C7H7)] was successfully optimized, yielding [V(η5-C5H4Li)(η7-C7H6Li)]∙pmdta almost quantitatively. Subsequent reaction of [V(η5-C5H4Li)(η7-C7H6Li)]∙pmdta with various element dihalides afforded [n]trovacenophanes (n = 1, 2). As anticipated, the molecular structures of [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)SiMeiPr] and [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)GeMe2] confirm the strained character of these species. By contrast, the linkage of the ring ligands in [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)Sn2tBu4] only marginally affects the geometry of the sandwich backbone. ESR-spectroscopic studies further highlight the previously observed trend that the hyperfine coupling constant is reduced with increasing tilt-angles α. Transition-metal mediated polymerization of [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)SiMe2] and [V(η5-C5H4)(η7-C7H6)SiMeiPr] was accomplished by employing Karstedt’s catalyst at elevated temperatures. The averaged molecular weights of the resulting polymers were determined by GPC- and DLS-studies to at least Mn = 10000 g mol-1 and Mn = 5600 g mol-1, respectively, with moderate polydispersities (Mw/Mn = 2.31 and Mw/Mn = 1.64). Addition of BuLi in the presence of pmdta to [Ti(η5-C5H5)(η8-C8H8)] enabled unprecedented dilithiation of a sandwich complex featuring the Cot-ligand. While all efforts to generate [1]titanoarenophanes remained unsuccessful, several derivatives with di- and triatomic ansa-bridges were obtained by reaction of [Ti(η5-C5H4Li)(η8-C8H7Li)]∙pmdta with suitable element dichlorides. The paramagnetic complexes were reasonable characterized by mass spectrometry, micro analysis and X-ray diffraction. Accordingly, only [Ti(η5-C5H4)(η8-C8H7)Si2Me4] can be considered as a moderately strained ansa-complex, while [Ti(η5-C5H4)(η8-C8H7)Sn2tBu4] and [Ti(η5-C5H4SiMe2)(η8-C8H7SiMe2)CH2] reveal an coplanar arrangement of the ring ligands. Subsequent one-electron oxidation with [Fe(η5-C5H5)2][X] (X = BArf4, PF6] led to the selective formation of the corresponding cations. The successful synthesis of [Cr(η5-C5H4Li)(η6-C6H5Li)]∙pmdta provided the first example for the dilithiation of a paramagnetic sandwich complex of the type [M(η5-C5H5)(η6-C6H6)]. Subsequent reaction with group 14 element dichlorides enabled the isolation of the [n]chromoarenophanes [Cr(η5-C5H4)(η6-C6H5)ER2] (ER2 = SiMe2, SiMeiPr, SiiPr2, GeMe2, SntBu2), [Cr(η5-C5H4)(η6-C6H5)E2R4] (E2R4 = Si2Me4, Sn2tBu4), and [Cr(η5-C5H4SiMe2)(η6-C6H5SiMe2)CH2], which were identified by elemental analysis and mass spectrometry. No correlation between geometric and spectroscopic parameters could be deduced on the basis of UV-Vis-spectroscopic studies on these ansa-complexes. Consequently, the degree of ring strain present in these ansa-species could not be evaluated without crystallographic studies. As expected, the insertion of a {Pt(PEt3)2}-fragment into the Sn-Cipso-bond to the six-membered ring of [Cr(η5-C5H4)(η6-C6H5)SntBu2] results in a substantial decrease of molecular distortion. With the preparation of [Mn(η5-C5H4)(η6-C6H5)ER2] (ER2 = BNCy2, Si(CH2)3, GeMe2, SntBu2), the range of [1]manganoarenophanes has been expanded systematically. While the 1H NMR spectra do not reveal a distinct trend regarding the molecules distortion, the high field shift of the Cipso atoms in the 13C NMR spectra clearly suggest a strained nature of these species. By contrast, the NMR spectroscopic data of [Mn(η5-C5H4)(η6-C6H5)Sn2tBu4] imply an unstrained character of the sandwich backbone.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:5150 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Fuß, Marco |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_ohne_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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