Phosphin-Liganden in der Stickstoff-Fixierung: Synthese, strukturelle und spektroskopische Charakterisierung von Metall-N2- und -N2Hx-Komplexen

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Eines der klassischen Probleme der metallorganischen, bioanorganischen und Komplex-Chemie ist die Fixierung von Distickstoff. In der Natur übernimmt dies das Enzym Nitrogenase, welches die Bindung und Reduktion von N2 zu NH3 mit Hilfe eines Fe/Mo/S-Clusters katalysiert. Mit Hilfe einfacher Metall-Phosphinsysteme läßt sich die Bindung, Aktivierung und Protonierung von N2 an diesem Cluster nachahmen und studieren. Nachdem wir uns bisher vor allem mit den Eigenschaften von N2- und N2HxKomplexen (x=1,2,3) mit Diphosphinliganden beschäftigt haben, möchten wir nun den Einfluß der Phosphin-Liganden auf die Reaktivität dieser Komplexe genauer untersuchen. Ferner möchten wir die Stabilität der Bindung zwischen Metall und Phosphinliganden erhöhen. Hierzu sollen neue Tetraphosphin-Liganden entwickelt und mit ihnen neue Distickstoff-Metallkomplexe synthetisiert werden. An diesen sollen detaillierte spektroskopische und elektrochemische Untersuchungen sowie quantenchemische Rechnungen durchgeführt werden, um ein genaues Verständnis der sterischen und elektronischen Einflüsse der Liganden auf die Bindung und Reduktion des Stickstoffs zu gewinnen. Diese Kenntnisse werden zur Entwicklung eines katalytischen Zyklus der N2-Fixierung nach dem Vorbild der Natur beitragen.