Moleküle in der Salzkruste: Konzeption, Entwicklung und Anwendungsperspektiven von diskreten organisch-anorganischen Ionenclustern und Ionencluster-Liganden (IC-Liganden)

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Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen am Beispiel ausgewählter Vertreter die strukturellen Merkmale der diskreten organisch-anorganischen Ionencluster und insbesondere deren - im wahrsten Sinne des Wortes - chemisches Potential herausgearbeitet werden. Auf der Basis von aussagekräftigen Voruntersuchungen erwarten wir u. a. folgende spezielle Eigenschaften solcher Cluster: a) Eine strukturell klar definierte energetische Hierarchie der Koordination der Anionen in "zweiter Sphäre" an das organische Polykation. Dabei sollten neben rein elektrostatischen Gesichtspunkten auch neuartige H-Brückensysteme und hypervalente Kation-Anionenwechselwirkungen zum Tragen kommen. b) Eine mit steigender Ladung des organischen Polykations zunehmende strukturelle Rigidität des entsprechenden Ionenclusters. Es entstehen sozusagen organische Moleküle "in der Salzkruste" mit massiven Konsequenzen für die Reaktivität solcher Systeme. Diese Eigenschaften eröffnen u. a. folgende Innovationsperspektiven: - Bildung von "Superoxidantien" durch die Verankerung stärkster anionischer Oxidantien (z. B. MnO4-) im Potentialfeld von - ebenfalls oxidierenden - organischen Polykationen. Zur strukturellen Optimierung dieses Effekts wird ein theoretisches Konzept vorgelegt. - Erstmalige Einführung von Peronio-arylresten (mit den dazugehörigen, nach Struktur und Ladung variablen Anionensätzen) als neuartigen Ionenclusterliganden (IC-Liganden) in die Koordinationschemie. Dabei kommen sowohl organische wie anorganische Koordinationspartner in Frage. Die Anbindung eines oder mehrerer solcher IC-Liganden an reaktive Zwischenstufen (z. B. S/T-Nitrene oder S/T-Carbene) eröffnet neuartige Stabilisierungsmodi derartiger Species, ggf. auch die Möglichkeit, sie zu isolieren. Mit der Einführung diverser Spacer zwischen IC-Liganden und Koordinationstemplaten eröffnet sich der Zugang zu einer Fülle von Designer-Ionenclustern, die ihrerseits hinsichtlich vorgenannter Aspekte von erheblichem Interesse sind.