Transition-metal compounds of (poly)-azoles

Abstract

Die moderne Forschung auf dem Gebiet der Magnetochemie beschäftigt sich mit dem Verständnis, der Vorhersage und der Nutzung der ihr zugrundeliegenden magnetischen Eigenschaften.Im Fall von Spin-Crossover-Verbindungen entwickelt sich diese Nutzung zunehmend in Richtung industrieller Anwendungen und multifunktioneller Verbindungen. Da Multifunktionalität oftmals die Darstellung komplett neuer Liganden, die diese Funktionalität aufweisen, benötigt, werden meistens lange und umständliche Synthesen in Kauf genommen. Dadurch wird jedoch eine mögliche technologische Nutzung verlangsamt.In dieser Arbeit wurden neue Synthesewege mit einem starken Fokus auf Vereinfachung gesucht. Hierbei wurden die Suzuki und Heck Kreuzkupplungen untersucht, die bisher noch nicht für die Darstellung verschiedener Tetrazol-Liganden verwendet wurden. Die entwickelten Methoden zeichnen sich durch eine hohe Toleranz an funktionellen Gruppen aus und ermöglichen daher die einfache Darstellung einer Vielzahl von aryl- und heteroaryl substituierten N1-Tetrazolen. Viele davon waren bisher nur über lange Mehrschrittesynthesen zugänglich.Das eröffnet die Möglichkeit viele neue Spin-Crossover-Verbindungen herzustellen und hilft die Forschung auf diesem Gebiet voranzutreiben.Im Fall von Einzelmolekülmagneten und Eisencluster-Verbindungen ist eine reproduzierbare Synthese von großem Vorteil. Das erlaubt es, Moleküle zur Erforschung dieser Eigenschaften einfach zu erhalten.Diese Arbeit versucht die Forschung auf diesem Gebiet durch die Untersuchung einer einfachen Darstellungsmethode von tetranuklearen Eisenclustern und deren Eigenschaften voranzutreiben. Obwohl keine Einzelmoleküleigenschaften entdeckt wurden, wurde ein interessantes Redoxverhalten festgestellt, das eine Anwendung in katalytischen Systemen oder als Elektronen-Shuttle denkbar macht.

Research in modern magnetochemistry is aimed at understanding, predicting andexploiting the underlying magnetic behavior.In case of spin crossover compounds this exploration strongly tends toward the search of industrial applications and multifunctional compounds. Such a technological adoption is still confronted with multiple challenges as multifunctionality often requires the preparation of novel ligands, bearing the functionality, and, therefore, often results in a tedious and long synthetic pathway without the ability to reuse known models.The present work focuses on the challenge to simplify said synthetic pathways withthe investigation of formerly unused Suzuki and Heck cross-coupling protocols for the preparation of various tetrazole ligands.The developed methods are characterized by broad substance tolerance and allow for ready access to a variety of different aryl- and heteroaryl substituted N1-tetrazoles, many of which formerly only accessible by multistep reactions.This opens up the possibility for preparation of many novel spin crossover materialsfor multifunctional purposes and hopefully helps to advance the field of iron(II) spincrossover.In case of single molecular magnets and iron cluster chemistry there is a need forreproducible syntheses to obtain the required molecules in a simple fashion. The present work tries to advance this field by investigating the one-pot preparation of simple tetranuclear iron clusters with subsequent study of their properties. Although no single molecular behavior has been determined, the investigations showed interesting redox behavior which makes them particularly interesting for their use in catalytic or electron-shuttling applications.