Konformationen von Cyclohexasilanen

Ziel des Projektes ist die Konformationsanalyse von Cyclohexanen und Cycloheptanen, deren Grundgerüst aus den Elementen Silizium, Phosphor und Germanium aus der dritten und vierten Periode des Periodensystems zusammengesetzt ist. Mittels Ramanspektroskopie im Temperaturbereich von -100C bis +100C werden die verschiedenen Konformeren der Ringe über ihre Schwingungsspektren identifiziert werden. Die Interpretation der Experimente wird durch umfangreiche quantenchemische Berechnungen von Gleichgewichtsgeometrien und deren relative Energien, Barrieren sowie Schwingungsfrequenzen unterstützt werden. Die Untersuchungen werden sich zuerst auf die Grundkörper Cyclohexasilan Si 6 H12, Germapentasilacyclohexan Si 5 H10GeH 2 , Phosphapentasilacyclohexan Si 5 H10PH sowie Cycloheptasilan Si 7 H14 konzentrieren. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden sodann für die Untersuchung der entsprechenden methylierten Derivate verwendet werden.

Im Rahmen des Projektes wurden die aus verknüpften Si6-Sechsringen bestehenden Bi(cyclohexasilanyle) Si6H11-Si6H11 und Si6Me11-Si6Me11 mit quantenchemischen Rechenmethoden sowie Schwingungs-Raman-Spektroskopie untersucht. Im Mittelpunkt des Interesses stand dabei die energetische Abfolge der möglichen Konformeren dieser Moleküle, die sich aus einem Zusammenspiel von Ringkonformation und innerer Rotation um die die beiden Ringe verknüpfende SiSi-Bindung ergibt. Die Ergebnisse wurden durch Untersuchungen der Bi(silacyclohexyle) C5H11SiX-SiXC5H11 mit X = H, F, Cl, Br, I und Ph ergänzt. Diese durch nur eine SiSi-Bindung charakterisierten Verbindungen waren bisher nicht beschrieben und wurden im Rahmen des Projektes erstmals dargestellt. Weiters wurden Silizium-Schwefel Sechsringe in die Untersuchungen miteinbezogen. Generell zeigte sich, dass alle genannten Ringsysteme durch eine Vielzahl an möglichen Konformationen gekennzeichnet sind, sodass bei Raumtemperatur komplizierte Konformerengleichgewichte vorliegen.