Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur Chemie höherkoordinierter Silicium(II) und Silicium(IV)-Verbindungen dar. Ein wesentlicher Teilaspekt der durchgeführten Untersuchungen betraf das Studium der Reaktivität der beiden donorstabilisierten Silylene 1 und 2.
Im Einzelnen wurden die folgenden Teilprojekte bearbeitet: Die neutrale, hexakoordinierte Silicium(IV)-Verbindung 10 und die ionische, pentakoordinierte Silicium(IV)-Verbindung 11 wurden Umsetzung von 5 (dem Chloro-Analogon von 10) mit Me3SiBr bzw. Me3SiI in Transsilylierungsreaktionen dargestellt. Die mit 10 verwandten Verbindungen 5–9 wurden bereits früher synthetisiert und im Rahmen dieser Arbeit zusammen mit 10 erstmalig bezüglich ihrer Moleküldynamik in Lösung untersucht. Die Verbindungen 5–10 zeigten in Lösung bei Raumtemperatur unterschiedlich stark ausgeprägte Dynamikphänomene, die mittels VT-NMR-Experimenten untersucht wurden.
Die neutralen, hexakoordinierten Silicium(IV)-Verbindungen 12 und 16 wurden durch sequentielle Umsetzung der entsprechenden sekundären Amine Ph2NH bzw. iPr2NH mit n-Butyllithium und Kohlenstoffdisulfid sowie anschließende Umsetzung mit Tetrachlorsilan dargestellt und als die Acetonitrilsolvate 12·MeCN bzw. 16·MeCN isoliert. Es handelt sich hierbei um die ersten hexakoordinierten Silicium(IV)-Komplexe mit einem SiS4Cl2-Gerüst.
Die neutrale, hexakoordinierte Silicium(IV)-Verbindung 17 mit einem SiN4Cl2-Gerüst wurde durch Umsetzung des Silylens 2 mit Chlor dargestellt. Im Gegensatz zu dieser oxidativen Addition schlug die Synthese von 17 durch Umsetzung von Tetrachlorsilan mit zwei Moläquivalenten des entsprechenden Lithiumguanidinats [iPrNC(NiPr2)NiPr]Li fehl: Es entstand lediglich der entsprechende pentakoordinierte Mono(guanidinato)silicium(IV)-Komplex mit drei Chloroliganden. Die Umsetzung von 1,2-Diphenylethin mit dem Silylen 1 lieferte den neutralen, hexakoordinierten Silicium(IV)-Komplex 19.
Der neutrale, pentakoordinierte Silicium(IV)-Komplex 20 wurde in einer Redoxreaktion durch Umsetzung des Silylens 2 mit Dimangandecacarbonyl dargestellt. Dabei wurde das Silicium(II)- zu einem Silicium(IV)-Fragment oxidiert und das Dimanganfragment unter Verlust von zwei Carbonylliganden reduziert. Die neutralen, tetrakoordinierten Silicium(II)-Übergangsmetallkomplexe 22, 23 und 24 (isoliert als 24·THF) konnten durch Umsetzung des Silylens 2 mit den entsprechenden Übergangsmetalldibromiden bzw. Nickel(II)-bromid–1,2-Dimethoxyethan dargestellt werden. Im Fall von Nickel gelang die Umsetzung mit dem freien NiBr2 nicht. Die Verbindungen 22 und 23 stellen paramagnetische Komplexe mit jeweils tetraedrisch koordinierte Übergangsmetallatomen dar. Das Nickelatom in Verbindung 24·THF ist dagegen quadratisch-planar koordiniert und damit diamagnetisch, wie es für d8-Metalle auch zu erwarten ist. Den drei Verbindungen 22, 23 und 24·THF gemeinsam ist der besondere Bindungsmodus einer der beiden Guanidinatoliganden, der das Siliciumatom und das Übergangsmetallatom miteinander verbrückt, was zur Ausbildung einer spirocyclischen Struktur führt. Der neutrale, pentakoordinierte Zink–Silylen-Komplex 25 wurde in einer Lewis-Säure/Base-Reaktion durch Umsetzung des Silylens 2 mit Zink(II)-bromid dargestellt und als das Solvat 25·0.5Et2O isoliert. Obwohl sich das Reaktionsprodukt wie auch bei den Verbindungen 22–24 als ein Lewis-Säure/Base-Addukt verstehen lässt, ist der Koordinationsmodus von Verbindung 25 anders: Beide Guanidinatoliganden sind bidentat an das Siliciumatom gebunden.
Die neutralen Bis(silylen)palladium(0)- bzw. Bis(silylen)platin(0)-Komplexe 28 und 29 repräsentieren die ersten homoleptischen, dikoordinierten Bis(silylen)-Komplexe dieser Metalle mit N-heterocyclischen Silylenliganden und im Fall des Platin(0)-Komplexes 29 den ersten homoleptischen, dikoordinierten Platin(0)–Silylen-Komplex überhaupt. Verbindung 28 wurde durch Umsetzung von drei Moläquivalenten des Silylens 2 mit dem Palladium(II)-Komplex [PdCl2(SMe2)2] dargestellt. Dabei reduziert ein Moläquivalent des Silylens den Palladium(II)-Komplex und wird selbst zu Verbindung 17 oxidiert und die beiden verbliebenen Moläquivalente des Silylens substituieren die Dimethylsulfidliganden am Palladiumatom. Dieselbe Synthesestrategie ließ sich jedoch nicht auf die Darstellung von Verbindung 29 übertragen. Offenbar reicht das Reduktionspotenzial des Silylens 2 hier nicht aus. Zur Darstellung von Verbindung 29 wurde zunächst der Platin(II)-Komplex [PtCl2(PiPr3)2] mit Natrium/Naphthalin reduziert und anschließend wurden die beiden Triisopropylphosphanliganden durch Silylenliganden substituiert. / This thesis represents a contribution to the chemistry of higher-coordinate silicon(II) and silicon(IV) compounds. A major part oft he investigations performed concerned reactivity studies with the donor-stabilised silylenes 1 and 2.
The following subprojects were carried out: The neutral six-coordinate silicon(IV) compound 10 and the ionic five-coordinate silicon(IV) compound 11 were synthesised via transsilylation reactions by treatment of 5 (the chloro analogue of 10) with Me3SiBr and Me3SiI, respectively. The derivatives of 10, compounds 5–9, were already synthesised before and were investigated in this study for the first time (together with 10) for their molecular dynamics in solution. Compounds 5–10 showed interesting dynamic phenomena in solution at ambient temperature, which were studied by VT NMR experiments.
The neutral six-coordinate silicon(IV) complexes 12 and 16 were synthesised by sequential treatment of the respective secondary amine Ph2NH and iPr2NH, respectively, with n-butyl¬lithium and carbon disulfide and subsequent treatment with tetrachlorosilane and were isolated as the acetonitrile solvates 12·MeCN and 16·MeCN, respectively. Compounds 12 and 16 represent the first six-coordinate silicon(IV) complexes with an SiS4Cl2 skeleton.
The neutral six-coordinate silicon(IV) compound 17 with an SiS4Cl2 skeleton was synthesised by treatment of silylene 2 with chlorine. In contrast to this oxidative addition, the synthesis of 17 by treatment of tetrachlorosilane with two molar equivalents of the respective lithium guanidinate [iPrNC(NiPr2)NiPr]Li failed. Instead, the corresponding five-coordinate mono(guanidinato)silicon(IV) complex with three chloro ligands was obtained. Treatment of 1,2-diphenylethyne with silylene 1 furnished the neutral six-coordinate silicon(IV) complex 19.
The neutral five-coordinate silicon(IV) complex 20 was synthesised in a redox reaction by treatment of silylene 2 with dimanganesedecacarbonyl. In this reaction, the silicon(II) fragment was oxidised to a silicon(IV) fragment and the dimanganese moiety was reduced, accompanied by loss of two carbonyl ligands. The neutral four-coordinate transition-metal–silicon(II) complexes 22, 23 and 24 (isolated as 24·THF) were synthesised by treatment of silylene 2 with the respective transition-metal dibromides and the nickel(II)-bromide 1,2-dimethoxyethane adduct, respectively. In case of nickel, the treatment with free NiBr2 was not successful. Compounds 22 and 23 represent paramagnetic complexes with tetrahedrally coordinated transition metal atoms. In contrast, the nickel atom of 24·THF is coordinated in a square-planar fashion, resulting in diamagnetism as expected for d8 metals. The three compounds 22, 23 and 24·THF have the special binding mode of one of the two guanidinato ligands in common; which bridges the silicon atom and the transition metal, resulting in a spirocyclic structure.
The neutral five-coordinate zinc–silylene complex 25 was synthesised in a Lewis acid/base reaction by treatment of silylene 2 with zinc(II)-bromide and isolated as the solvate 25·0.5Et2O. Although the product of this reaction can be understood as a Lewis acid/base adduct (as in the case of compounds 22, 23 and 24·THF) the coordination mode of 25·is different: both guanidinato ligands bind in a bidentate fashion to the silicon atom.
The neutral bis(silylene)palladium(0) and bis(silylene)platinum(0) complexes 28 and 29, respectively, represent the first homoleptic two-coordinate bis(silylene) complexes of these metals with N-heterocyclic silylene ligands, and the platinum(0) complex is even the first homoleptic two-coordinate silylene–platinum(0) complex at all. Compound 28 was prepared by treatment of three molar equivalents of silylene 2 with the palladium(II) complex [PdCl2(SMe2)2]. In this reaction, one molar equivalent of the silylene reduces the palladium(II) complex and is oxidised itself to compound 17, and the remaining two molar equivalents of silylene 2 substitute the dimethylsulfide ligands at the palladium atom. However, the same synthetic strategy could not be applied to the preparation of compound 29. Obviously, the reduction potential of silylene 2 was sufficient in this case. For the preparation of 29, the platinum(II) complex [PtCl2(PiPr3)2] was reduced by sodium/naphthalene, followed by substitution of the two triisopropylphosphine ligands by two silylene 2 ligands.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:14391 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Baus, Johannes Armin |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/deed.de, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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