Forschung

Die Arbeitsgruppe Schäfer beschäftigt sich mit element- und metallorganischer Molekülchemie der Hauptgruppenelemente. Der Forschungsschwerpunkt liegt hierbei auf Cyclopentadienylverbindungen, wie beispielsweise Metallocenen, ihren verwandten Metallocenophanen und Halbsandwich-Komplexen. Insbesondere gilt das Interesse der Koordinationschemie dieser Verbindungsklassen, aber auch ihrer Anwendung in der homogenen Katalyse und der Synthese neuer metallhaltiger Polymere. Wichtige Arbeitstechniken sind die Synthese unter Inertgasbedingungen, die Charakterisierung der Verbindungen durch ein- und zweidimensionale NMR-Spektroskopie in Lösung und im Festkörper, sowie Einkristall-Röntgenstrukturanalyse und DFT-Rechnungen.
 

Cyclopentadienylkomplexe der Hauptgruppenelemente

Obwohl Cyclopentadienylverbindungen vieler Hauptgruppenelemente seit Jahrzehnten bekannt sind, ist ihre Koordinationschemie und ihr Einsatz in Bindungsaktivierungsprozessen nur wenig erforscht.
Highlights aus unserer Arbeitsgruppe sind unter anderem die erste strukturelle Charakterisierung von Carbenkomplexe von Tetrelocenen, sowie phosphanyl-funktionalisierte Lewis-amphiphile Hauptgruppen-Metallocene und N-heterocyclische Halbsandwich-Tetrylene. Außerdem gelang uns die Isolation und Charakterisierung eines heterobimetallischen Dimetallocens (Chemistry World; ChemistryViews; CHEMEUROPE; Scinexx; Phys.org), sowie eines neuen Dizinkocens.

ausgewählte Publikationen:
• Accessing zinc(i) via reductive elimination of cyclopentadienes
• Heavy Pentaisopropylcyclopentadienyltriylenes and their Heterobimetallic Complexes
• A lithium–aluminium heterobimetallic dimetallocene   (News & Views)
• Heavier N-heterocyclic half-sandwich tetrylenes

 

s-Block Katalyse

Metallkatalyse spielt sowohl im Labormaßstab, als auch in der technischen Chemie eine wichtige Rolle. Eine der größten Herausforderungen in diesem Bereich ist es, teure und teils giftige Übergangsmetalle durch günstige Alternativen mit hoher Biokompatibilität zu ersetzen. Hier sind s-Block Metalle, wie z. B. Magnesium, von großem Interesse.
Unsere Arbeitsgruppe entwickelt neue Katalysatoren für verschiedene Anwendungen in den Bereichen Dehydrokupplungs- und Hydroelementierungsreaktionen.


ausgewählte Publikationen:
• Constrained Geometry ansa-Half-Sandwich Complexes of Magnesium – Versatile s-Block Catalysts
• Cross-Dehydrocoupling of Amines and Silanes Catalyzed by Magnesocenophanes
• Magnesocenophane Catalyzed Amine Borane Dehydrocoupling

 

Polymetallocenylmethylene

Metallopolymere sind eine wichtige Verbindungsklasse an der Schnittgrenze zwischen Organometallchemie und Materialchemie. Aufgrund der in das Polymer eingebundenen Metallzentren, können sie stimuli-responsive Eigenschaften haben und versprechen eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten. Innerhalb dieser Gruppe, nimmt die Klasse der metallocenbasierten Polymere eine besondere Stellung ein. Insbesondere Ferroceneinheiten bieten eine gute chemische und thermische Stabilität, und besitzen gleichzeitig redoxaktive Eigenschaften.
Unsere Arbeitsgruppe erforscht unter anderem die noch relativ unbekannten Polyferrocenylmethylene (PFM), also Polymere mit Ferroceneinheiten in der Hauptkette, die nur durch eine Methylengruppe verknüpft sind und verwandte Cobaltocenium-Derivate.

ausgewählte Publikationen:
• Synthesis and Properties of Symmetrical and Asymmetrical Polyferrocenylmethylenes
• Polycobaltoceniumylmethylene – A Water-Soluble Polyelectrolyte Prepared by Ring-Opening Transmetalation Polymerization
• Rings and Chains: Synthesis and Characterization of Polyferrocenylmethylene