Chirale Sonden und Isotopenmarkierung zum Verständnis molekularer Prozesse an Siliciumzentren in Hinblick auf silanolbasierte Materialien

Abstract

In dieser Arbeit wurden chirale aminofunktionalisierte Methoxysilane und Silanole hergestellt, um mit diesen fundamentale, molekulare Prozesse zu untersuchen. Durch die Analyse diverser Festkörperstrukturen der dargestellten Verbindungen konnte der Einfluss des Amino¬substituenten auf die Aggregatbildung ergründet und wiederkehrende Strukturmotive der ausgebildeten Wasserstoffbrücken-Aggregate identifiziert werden. Für mechanistische Untersuchungen wurden Si-stereogene Verbindungen in hoher stereochemischer Reinheit dargestellt und als chirale Sonden verwendet. In intensiven NMR-Untersuchungen zeigte sich eine lösungsmittelabhängige Stabilität des untersuchten chiralen Silanols. Zusätzlich konnten mithilfe der beobachteten Konfigurationsänderungen an den Siliciumzentren auf Mech-anismen der ablaufenden Prozesse zurückgeschlossen werden. So konnte in diesem Projekt ein Kondensationsmechanismus unter Inversion der Konfiguration an einem der beiden Siliciumzentren der bei der Reaktion beteiligten Silanole identifiziert werden. Durch eine Kombinatorik der chiralen Sonde in Form des Silanols mit Isotopenmarkierungsversuchen konnten tiefgreifende Analysen von versteckten Austauschprozessen mit Wasser ermöglicht werden. Neben diesen Untersuchungen konnten chirale Lithium- und Zinksiloxide aus den Silanolen dargestellt werden, bei denen erste Transformationsreaktionen von Si-stereogenen Silanolen einen sauberen stereochemischen Verlauf in den durchgeführten Metallierungsreaktionen zeigten. Neben der Anfertigung diverser hochwertiger Einkristallröntgenstrukturanalysen zwecks experimenteller Elektronen¬dichte¬bestimmungen für eine tiefere Analyse der komplexen Natur der Si–O-Bindung konnten erste Versuche zur Oberflächenmodifikation mit einem synthetisierten, chiralen, aminofunktionalisierten Methoxysilan realisiert werden.