Silanortricyclene und Silaadamantane

Durch Umsetzung spezieller Si-Verbindungen die vier bis sieben Siliziumatome enthalten mit geeigneten Stickstoff-, Phosphor-, Arsen-, Sauerstoff- und Schwefelverbindungen wurden neuartige käfigförmige Moleküle mit ausgedehnten Si-Gerüsten synthetisiert und ihre Atomanordnung durch Beugung von Röntgenstrahlen ermittelt. Ausgangspunkt für das Projekt war die Frage, inwieweit und wie käfigförmige, das Element Silizium enthaltende Moleküle synthetisiert werden können und welche Eigenschaften sie besitzen. Dabei sollte auch der Frage nachgegangen werden, ob gespannte, Si-Dreiringe enthaltende Käfige darstellbar sind. Die im Projekt erarbeiteten Syntheseprinzipien sind breit anwendbar und eröffnen die Möglichkeit, weitere bisher unbekannte käfigförmige Moleküle mit Si-Gerüsten darzustellen und ihre Eigenschaften zu untersuchen.

Im Rahmen des Projektes wurden käfigförmige Verbindungen synthetisiert, deren Grundgerüste aus den Elementen Silizium, Phosphor und Arsen aufgebaut sind. Die Käfige sind jeweils aus mindestens drei Ringen variabler Grösse (Sechs-, Fünf-, Vier- und Dreiringe) zusammengesetzt und enthalten SiSi, PP, SiP und SiAs-Bindungen. Es wurden sowohl Methoden zur Synthese dieser Käfige als auch Methoden zur Einführung funktioneller Gruppen erarbeitet. Diese gestatten es z. B., Käfige untereinander mittels sogenannter Spacer zu verknüpfen, ein erster Schritt auf dem Weg zu Polymeren. Die Eigenschaften der in diesem Projekt dargestellten Käfigmoleküle wurden mit mannigfaltigen physikalischen Methoden wie Ramanspektroskopie und NMR-Spektroskopie untersucht, aber auch quantenmechanisch ab initio Rechenmethoden kamen zur Anwendung.