Innovationen in der Chemie der Cyclopentadienid-Anionen: Nachwachsende Rohstoffquellen, Elektronentransfer und Selektive Dicarboxylierung

In dieser Arbeit wurde ein traditionsreiches Gebiet der metallorganischen Chemie – die Chemie des Cyclopentadienyl-Liganden – in Hinblick auf drei innovative Schwerpunktthemen aufgegriffen und fortentwickelt: Die bedeutende Chemie der Cyclopentadienylmetallkomplexe wurde exemplarisch für die elektronenreichen Übergangsmetalle der Gruppen 8-12 von einer petrochemischen auf eine nachwachsende Rohstoffquelle, Guajazulen, als Cp-Ligandsynthon umgestellt (Kap. 3.1). Zudem wurden erstmals rein organische Salze des Cyclopentadienid-Anions Cat[Cp] als vielseitig einsetzbare Ein-Elektronen-Reduktionsmittel präsentiert und ihre Vorteile gegenüber anderer Reduktionsmittel anhand der Reduktion organischer Halbleitermaterialien auf Rylendiimid-Basis zu kristallinen Radikalanion- und -dianionsalzen herausgearbeitet (Kap. 3.2). Schließlich wurde eine hochselektive, an die Kolbe-Schmitt-Synthese erinnernde, ortho-Dicarboxylierung des CH-aciden Cyclopentadiens vorgestellt, welche mit Methylcarbonat-Salzen Cat[OCO2Me] als Base und CO2-Quelle gelingt (Kap. 3.3). Reaktivitätsstudien von Cat[Cp] gegenüber CO2-verwandten Elektrophilen waren ebenfalls Gegenstand dieser Forschungsarbeit (Kap. 3.4). Dass Methylcarbonat-Salze mit symmetrischen Onium-Kationen als gut kristallisierende Template für die Synthese von bisher schlecht zugänglichen Metallat-Komplexen dienen können, wurde schlussendlich in Kapitel 3.5 ausführlich beleuchtet

Synthesis of Adjacent Quaternary Stereocenters by Catalytic Asymmetric Allylboration

Allylboration of ketones with γ-disubstituted allyl­boronic acids is performed in the presence of chiral BINOL derivatives. The reaction is suitable for single-step creation of adjacent quaternary stereo­centers with high selectivity. We show that, with an appropriate choice of the chiral catalyst and the stereo­isomeric prenyl substrate, full control of the stereo- and enantio­selectivity is possible in the reaction

Kekulene: On-Surface Synthesis, Orbital Structure, and Aromatic Stabilization

We revisit the question of kekulene’s aromaticity by focusing on the electronic structure of its frontier orbitals as determined by angle-resolved photoemission spectroscopy. To this end, we have developed a specially designed precursor, 1,4,7(2,7)-triphenanthrenacyclononaphane-2,5,8-triene, which allows us to prepare sufficient quantities of kekulene of high purity directly on a Cu(111) surface, as confirmed by scanning tunneling microscopy. Supported by density functional calculations, we determine the orbital structure of kekulene’s highest occupied molecular orbital by photoelectron tomography. In agreement with a recent aromaticity assessment of kekulene based solely on C–C bond lengths, we conclude that the π-conjugation of kekulene is better described by the Clar model rather than a superaromatic model. Thus, by exploiting the capabilities of photoemission tomography, we shed light on the question which consequences aromaticity holds for the frontier electronic structure of a π-conjugated molecule.<br /

Kekulene: On-Surface Synthesis, Orbital Structure, and Aromatic Stabilization

We revisit the question of kekulene’s aromaticity by focusing on the electronic structure of its frontier orbitals as determined by angle-resolved photoemission spectroscopy. To this end, we have developed a specially designed precursor, 1,4,7(2,7)-triphenanthrenacyclononaphane-2,5,8-triene, which allows us to prepare sufficient quantities of kekulene of high purity directly on a Cu(111) surface, as confirmed by scanning tunneling microscopy. Supported by density functional calculations, we determine the orbital structure of kekulene’s highest occupied molecular orbital by photoemission tomography. In agreement with a recent aromaticity assessment of kekulene based solely on C–C bond lengths, we conclude that the π-conjugation of kekulene is better described by the Clar model rather than a superaromatic model. Thus, by exploiting the capabilities of photoemission tomography, we shed light on the question which consequences aromaticity holds for the frontier electronic structure of a π-conjugated molecule