Record #631606

DFG project G:(GEPRIS)553996614

Polyphosphirane: Koordinative Template für die Metallophilie

Coordinator	Professor Alex Plajer, Ph.D.
Grant period	2025 -
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)553996614

Note: Nichtkovalente Wechselwirkungen verleihen Polymermaterialien außergewöhnliche Eigenschaften. In diesem Zusammenhang ist die Metallophilie eine bisher wenig beachtete Wechselwirkung in der makromolekularen Chemie, deren Erschließung jedoch den Zugang zu neuartigen Materialeigenschaften verspricht. Durch metallophile Wechselwirkungen ziehen sich Komplexe der späten Übergangsmetalle durch relativistisch verstärkte van-der-Waals-Kräfte an, wobei von Salzen dieser Metalle bekannt ist, dass metallophile Wechselwirkungen zur Ausbildung von lumineszenten Ketten im kristallinen Festkörper führen können. Basierend auf bisherigen Arbeiten ist zu erwarten, dass solche eindimensionalen metallophilen Ketten eine neuartige Polymerklasse mit einzigartigem Eigenschaftsprofil darstellen. Ein kontrollierbarer Zugang zu koordinierten polymeren Metallketten muss jedoch noch geschaffen werden, was im Zuge dieses Emmy Noether Vorhabens geschehen soll. Das Projekt adressiert grundsätzliche Fragen der chemischen Synthese. Die gewonnenen Verbindungen haben jedoch umfangreiches Anwendungspotenzial als eine neue chirale Halbleiterklasse. Um Metalle eng benachbart und kontrolliert zueinander anzuordnen, bedarf es Polymere mit einer dichten Anordnung stark koordinierender Donorzentren, wobei Phosphine prädestinierte und streng direktionale Liganden sind. Aus der Chemie der Oligophosphine ist bekannt, dass die Aneinanderreihung von Phosphor(III)-Zentren Oligomere Metallketten stabilisieren kann. Dementsprechend soll die Ringöffnungspolymerisation von dreigliedrigen Phosphor(III) Heterozyklen, sogenannten Phosphiranen, zu Polyphosphiranen etabliert werden und so Zugang zu makromolekularen Phosphor(III)-Liganden mit kontrollierbarem Molekulargewicht, Endgruppenchemie und Taktizität schaffen, die dann späte Übergangsmetalle so koordinieren, dass diese in Wechselwirkung treten können. Die Molekülorbitale der engmaschig komplexierten Metalle sind als Folge der Metallophilie über das Polymer hinweg delokalisiert, sodass sich die optoelektronischen Eigenschaften durch den Polymerisationsgrad, die Wahl der Coliganden und Metalle, das Doping der Metallketten und die Taktizität des Polyphosphirans steuern lassen. Aufgrund der Inversionsbarriere des Phosphors sind Phosphine mit drei verschiedenen Substituenten intrinsisch chiral. Demnach verspricht eine Kontrolle der relativen Konfiguration der Phosphor(III)-Zentren zueinander den Zugang zu helikal chiralen Materialien, die zirkular polarisiertes Licht emittieren und in zukünftigen Anwendungen in energieeffizienten LEDs, spin-selektivem Elektronentransport und biologischer Sensorik gebraucht werden.

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Record created 2025-06-25, last modified 2025-07-03

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