Die Arbeit an diesem Teilprojekt ist beendet

Thema

Biomimetische Sauerstoffaktivierung mit mehrkernigen Kupferkomplexen

Teilprojektleiter

Prof. Dr. Peter Comba
Anorganisch-Chemisches Institut
Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 270
69120 Heidelberg

Telefon: +49-(0)6221-54-8453
Telefax: +49-(0)6221-54-6617
E-Mail: peter.comba@aci.uni-heidelberg.de

Zusammenfassung

Die Kupfer-Koordinationschemie von Bispidin-Liganden (4- oder 5-zähnig, 1- oder 2-kernig) ist äusserst reichhaltig: Redoxpotentiale und Elektronentransfergeschwindigkeiten können über weite Bereiche variiert werden, die Bindung von Sub-straten an die Komplexe führt zu stabilen, teilweise strukturell und/-oder spektroskopisch charakterisierten Zwischenprodukten und die strukturellen Variationen als Funktion des Ligandengerüstes und deren Auswirkungen auf die Reaktivitäten und Stabilitäten sind teilweise verstanden[1-6]. Der wahrscheinlich wichtigste Aspekt in diesem Zusammenhang ist, dass das Ligandengerüst äusserst starr, die Koordinationssphäre aber elastisch ist, der Komplex ist auf einer sehr flachen Energiefläche mit mehreren Minima. Die Kunst besteht nun darin, durch kleine strukturelle Änderungen spezifische Geometrien zu erzwingen. Im vorliegenden Projekt wird die Kupfer(II)katalysierte Oxidation von Catecholen zu ortho-Chinanon mechanistisch im Detail untersucht. Wichtige Teilschritte des Katalysezyklus sind die Oxidation von Catechol mit den Kupfer(II)komplexen und die Reoxidation der entstehenden Kupfer(I)verbindungen mit Sauerstoff (Oxygenierung, Elektronentransfer). Von einzelnen Vertretern der Bispidin-Liganden sind Reaktivitäten, strukturelle, thermodynamische und kinetische Eigenschaften einzelner Prozesse schon bekannt. Ein breiterer Datensatz wird es, zusammen mit Resultaten aus elektronischen und Strukturberechnungen, erlauben, die beobachteten Reaktivitäten mit den Ligandenstrukturen zu korrelieren und so die Aktivierung von Sauerstoff, auch für andere katalytische Prozesse, zu planen.

[1]  

Börzel, H.; Comba, P.; Katsichtis, C.; Kiefer, W.; Lienke, A.; Nagel, V.; Pritzkow, H
Chem. Eur. J. 1999, 5, 1716.
'Stabilization of copper dioxygen compounds: design, synthesis and characterization.'

[2]  

Börzel, H.; Comba, P.; Hagen, K. S.; Katsichtis, C.; Pritzkow, H.
Chem. Eur. J. 2000, 6, 914.
'A copper(I) oxygenation precursor in the entatic state: Two isomers of a copper(I) compound of a rigid tetradentate ligand.'

[3]  

Börzel, H.; Comba, P.; Pritzkow, H.
J. Chem. Soc., Chem. Commun., 2001, 97.
'Structural studies on dicopper(II) compounds with catechol oxidase activity.'

[4]  

Comba, P.; Lienke, A.
Inorg. Chem., 2001, 40, 5206.
'Bispidine copper(II) compounds - effects of the rigid ligand backbone.'

[5]  

Börzel, H.; Comba, P.; Hagen, K. S.; Kerscher, M.; Pritzkow, H.; Schatz, M.; Schindler, S.; Walter, O.
Inorg. Chem., 2002, 41, 5440.
'Copper-bispidine coordination chemistry: Syntheses, structures, solution properties and oxygenation reactivity.'

[6]  

Comba, P.; Kerscher, M.; Merz, M.; Müller, V.; Pritzkow, H.; Remenyi, R.; Schiek, W.; Xiong, Y.
Chem. Eur. J., 2002, 8, 5750.
'Structural variation in transition metal bispidine complexes.'




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Stand: 24.06.09