ISBN 978-3-8439-1707-0

978-3-8439-1707-0, Reihe Anorganische Chemie

Gregor Fornalczyk
Alternative Vorstufenbibliotheken der Metalle Eisen, Mangan, Cobalt und Nickel sowie deren Einsatz in der Materialsynthese

266 Seiten, Dissertation Universität Köln (2014), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Für die Synthese eisenhaltiger Vorstufenverbindungen wurde eine Reihe zweizähniger Heteroarylalkenole verwendet, wodurch Komplexe der allgemeinen Formeln [Fe(L)2], [Fe(L)2(OBut)], [Fe(L)3], [Fe2(µ O)(L)4] erhalten wurden. Die Verbindungen wurden durch Einkristallröntgendiffraktometrie sowie magnetische Messungen strukturell charakterisiert. Sowohl homoleptische Eisen(II)- als auch heteroleptische Eisen(III)-Derivate zeigten saubere Zersetzungsmechanismen, die mittels TG/DTA aufgeklärt wurden. Jedoch konnte lediglich durch Nutzung der Alkoxo-Verbindungen Eisenoxid mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) dargestellt werden.

Zusätzlich wurde eine Gruppe an vierzähnigen Schiff-Base-artigen Liganden des Typs [R(CO)(CH)2(NH)CH2]2 mit unterschiedlichen Fluoranteilen synthetisiert. Das Verhalten der Liganden in Lösung wurde durch NMR-spektroskopische Messungen untersucht, während die Festkörperstrukturen mittels Einkristallröntgendiffraktometrie aufgeklärt wurden. Salzeliminierungsreaktionen mit Eisen(III)-chlorid lieferten fünffach koordinierte Monochloro-Derivate der Form [Fe(L)(Cl)], welche durch Reaktion mit KOBut in chloridfreie Komplexe der Form [Fe(L)(OBut)] überführt wurden. Die Derivate wurden mittels Einkristallstrukturanalyse sowie magnetischen Messungen charakterisiert. Durch die unzureichende Zersetzung in der Gasphase wurden die Verbindungen zur mikrowellengestützten Solvothermalsynthese von Eisenoxid- und Eisenfluorid-Nanopartikeln eingesetzt. Die Abhängigkeit der Morphologie und der Phasenzusammensetzung von den Parametern Reaktionszeit, Prozesstemperatur und Fluorgehalt in der Ligandensphäre wurde systematisch untersucht.

Des Weiteren wurde, gemäß des Prinzips der Absättigung des Zentralatoms sowie einer geringen Molmasse, der dreizähnige Enaminonligand tfb-mea entwickelt. Dieser wurde zur Synthese zweiwertiger Komplexe, welche die Metalle Eisen, Mangan, Cobalt und Nickel enthalten, in Salzeliminierungsreaktionen unter Nutzung der entsprechenden Metallchloride eingesetzt. Geeignete Kristalle der homoleptischen Mangan- und Nickel-Derivate ([M(L)2]) wurden aus der Gasphase gezüchtet, während die entsprechenden Eisen- und Cobaltverbindungen stabile Addukte ([M(L)2(Py)2]) mit Pyridin bildeten. Die Verbindungen, deren Molekülstrukturen mittels Einkristallröntgendiffraktometrie aufgeklärt wurden, dienten als Vorstufen in CVD-Experimenten, die zu den phasenreinen Materialien Mn2O3, Fe2O3, Co3O4 und NiO führten.