Synthesis and Reactivity of Photocatalytically Active 3d-Transition Metal Complexes with N-Heterocyclic Ligands

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Ort der Veröffentlichung:	Regensburg, Deutschland
Datum:	21 März 2025
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Robert Wolf und Prof. Dr. Burkhard König und Prof. Dr. Patrick Nürnberger
Tag der Prüfung:	7 Februar 2025
Institutionen:	Chemie und Pharmazie > Institut für Anorganische Chemie Chemie und Pharmazie > Institut für Anorganische Chemie > Arbeitskreis Prof. Dr. Robert Wolf
Projekte:	TRR 325: Kontrolle der chemischen Photokatalyse durch Molekülverbände Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (444632635)
Stichwörter / Keywords:	Cobalt, Eisen, Photoredox Katalyse
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	74814

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis primarily reports on the synthesis, characterization, and electronic structure determination of 3d transition metal complexes with N-heterocyclic ligands and their potential application in photoredox catalysis. Chapter 1 provides an overview of the principle of photocatalysis and explains the general mechanism of a photoredox catalyst. The challenges associated with the transition to ...

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis primarily reports on the synthesis, characterization, and electronic structure determination of 3d transition metal complexes with N-heterocyclic ligands and their potential application in photoredox catalysis. Chapter 1 provides an overview of the principle of photocatalysis and explains the general mechanism of a photoredox catalyst. The challenges associated with the transition to more earth-abundant 3d metals are emphasized. Chapter 2 presents an easily accessible, octahedrally coordintated bis(diiminopyridine)cobalt complex that enables the visible-light-driven arylation of pyrroles with bromo- and chloroarenes. Chapter 3 describes the synthesis and characterization of a series of bis(bathocuproine) cobalt complexes in four oxidation states [Co(bcp)2]n , (n = 1‒, 0, 1+, 2+). Chapter 4 presents the synthesis of low-valent, homo- and heteroleptic complexes of iron and cobalt based on bathocuproine and BIAN ligands. The complexes [(MesBIAN)2Fe] (1), [K([18]-crown-6)(thf)2][(DippBIAN)Fe(bcp)] (2-Fe) and [K([18]-crown-6)(thf)2][(DippBIAN)Co(bcp)] (2-Co) were isolated and characterized by spectroscopic investigations and quantum chemical calculations. Finally, Chapter 5 gives a summary of the results of the single chapters described in this thesis.

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Dissertation behandelt hauptsächlich die Synthese, Charakterisierung und Bestimmung der elektronischen Struktur von 3d-Übergangsmetallkomplexen mit N-heterozyklischen Liganden und deren potenzielle Anwendung in der Photoredoxkatalyse. Kapitel 1 gibt einen Überblick über das Prinzip der Photokatalyse und erläutert den allgemeinen Mechanismus eines Photoredox-Katalysators. Die ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Dissertation behandelt hauptsächlich die Synthese, Charakterisierung und Bestimmung der elektronischen Struktur von 3d-Übergangsmetallkomplexen mit N-heterozyklischen Liganden und deren potenzielle Anwendung in der Photoredoxkatalyse. Kapitel 1 gibt einen Überblick über das Prinzip der Photokatalyse und erläutert den allgemeinen Mechanismus eines Photoredox-Katalysators. Die Herausforderungen, die mit dem Übergang zu häufiger vorkommenden 3d-Metallen verbunden sind, werden hervorgehoben. In Kapitel 2 wird ein leicht zugänglicher, oktaedrisch koordinierter Bis(diiminopyridin)-Kobalt Komplex vorgestellt, der die Arylierung von Pyrrolen mit Brom- und Chlorarenen durch sichtbares Licht ermöglicht. Kapitel 3 beschreibt die Synthese und Charakterisierung einer Reihe von Bis(bathocuproin)-Kobalt-Komplexen in vier Oxidationsstufen [Co(bcp)2]n , (n = 1‒, 0, 1+, 2+). In Kapitel 4 wird die Synthese von niedervalenten, homo- und heteroleptischen Eisen- und Kobaltkomplexen auf der Grundlage von Bathocuproin- und BIAN-Liganden vorgestellt. Die Komplexe [(MesBIAN)2Fe] (1), [K([18]-crown-6)(thf)2][(DippBIAN)Fe(bcp)] (2-Fe) und [K([18]-crown-6)(thf)2][(DippBIAN)Co(bcp)] (2-Co) wurden isoliert und durch spektroskopische Untersuchungen und quantenchemische Berechnungen charakterisiert. Abschließend werden in Kapitel 5 die Ergebnisse der einzelnen Kapitel dieser Arbeit zusammengefasst.

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