assoz. Prof. Dr. Stephan Hohloch
Nachhaltige Chemie im gesamten Periodensystems
Die Hohloch-Gruppe konzentriert sich auf die Verwendung von frühen Übergangs- und f-Block-Metallen in nachhaltigen und umweltfreundlichen Anwendungen. Diese reichen von der Verwendung dieser Elemente in molekularem Magnetismus, nachhaltiger Katalyse oder der Aktivierung von ansonsten inerten kleinen Molekülen wie N2, CO2 und H2. Ein weiterer Schwerpunkt der Gruppe ist die Erforschung der allgemeinen Reaktivität von schweren Cyanaten der allgemeinen Formel [ChCPn]- (Ch = Chalcogen, O, S, Se und Pn = Pnictogen, N, P, As). Das übergeordnete Ziel der Forschung ist es, neue Methoden und Wege zu finden, um diese Bausteine für die Synthese von Grundstoffen für die chemische Industrie sowie von Spezialchemikalien mit potenziellen medizinischen Anwendungen zu nutzen/verfügbar zu machen.
Frühe Übergangsmetallchemie auf der Grundlage von chelatbildenden OCO-Pincer-NHC- und MIC-Liganden.
Das Projekt zielt auf den Einsatz früher Übergangsmetalle in chemischen Prozessen und in der Katalyse ab. Forschungsschwerpunkte sind die Verringerung der Katalysatorladung in katalytischen Reaktionen sowie die Entdeckung neuer Reaktivitätsmodi unter Verwendung umweltfreundlicher Metalle, insbesondere der Gruppe VI, Molybdän und Wolfram sowie der Gruppe V, Vanadium, Niob und Tantal. Um diese Ziele zu erreichen, entwickeln wir neue N-heterozyklische und mesoionische Carbenliganden mit einzigartigen elektronischen und sterischen Eigenschaften mit anionischen Ankern, die eine flexible und dennoch stabile Koordination des Carbens mit dem frühen Übergangsmetallzentrum erlauben.
Typischer zweizähniger, monoanionischer PN-Ligand und sein Lanthankomplex.
Obwohl die Chemie der Lanthanoide seit Jahrzehnten erforscht wird, konzentrieren sich die meisten Studien immer noch auf die Verwendung des allgegenwärtigen Cyclopentadien-Liganden (C5R5), während andere Ligandenklassen bisher eher vernachlässigt wurden. So wurden z.B. chelatisierende PN(P) Anilidophosphane, welche im restlichen Periodensystem bereits ubiquitär und sehr erfolgreich angewendet werden, in der Chemie der f-Elemente jedoch nur spärlich untersucht.
Unser Ziel ist es, neue, robuste Lanthanoidkomplexe mit diesen Liganden zu entwickeln und ihre Reaktivität sowie ihre elektrochemischen und spektroskopischen Eigenschaften zu untersuchen. Jüngste Höhepunkte waren die Entdeckung einer lichtinduzierten Bildung von P-P-Bindungen oder die Synthese eines verbrückenden Lanthan-Phosphiniden-Komplexes.
Überblick über die in unserer Gruppe untersuchten schweren Cyanatanionen.
Während die Chemie der Cyanate seit fast zwei Jahrhunderten bekannt ist, ist die Verwendung schwerer Cyanate über das Phosphaethynolat-Anion ([OCP]-) hinaus praktisch unerforscht. Um diese Lücke zu schließen, konzentrieren wir uns insbesondere auf die Koordinationschemie schwerer Cyanate mit der allgemeinen Formel [PnCCh]- (Pn = Pnictogen Atom (P and As) und Ch = Chalcogen Atom (O, S und Se)). Wir studieren die Koordinationschemie dieser schweren Cyanate im gesamten Periodensystem, um neue Reaktivitätsmuster zur Synthes neuer Heterozyklen, oder (organischer) Bausteine zu finden. Zu den jüngsten Höhepunkten gehören die Isolierung eines schweren Fulminat-Anions [SPC]- und die selektive [3+2]-Cycloadditionsreaktion solcher Cyanate. Letztere liefert neue und bisher synthetisch unzugängliche Heterocyclen mit faszinierenden Eigenschaften für die Koordinationschemie und für mögliche medizinische Anwendungen.