Neue multinukleare Metallkatalysatoren zur lichtgetriebenen Aktivierung von Wasser und zur Reduktion von CO2 (II)

Erste heterooligonukleare metallorganische Verbindungen für die Aktivierung von Wasser und Kohlendioxid wurden hergestellt. Ihre (Photo)Katalysatoreigenschaften werden gerade intensiv untersucht und Reaktionsbedingungen optimiert. Mit den erhaltenen Ergebnissen sollen optimierte Katalysatorsysteme zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff (Brennstoffzellentreibstoffe) sowie von CO oder HCOOH als C1 Bausteine hergestellt werden. In diesen Systemen spielt die Verknüpfung von photoaktiven mit katalytisch aktiven Metallzentren eine entscheidende Rolle. Ein gezielter Photoelektronentransfer erm?glicht die Bereitstellung der erforderlichen Elektronen?quivalente bzw. Elektronenl?cher in den Photokatalysatoren.
Die Oxidation von Oxidionen zu O2 bzw. dessen Rückreaktion (O2 zu H2O oder H2O2) soll speziell an Verbindungen des Hangman und Pacmantyps untersucht werden. Die gezielte Einführung von Substituenten und Katalysemetall(en) bestimmt die Richtung der Reaktion. Einerseits sollen dabei Rutheniumpolypyridylverbindungen als katalytisch aktive Einheit zum Einsatz kommen, andererseits auch hochvalente Mangan und Eisenporphyrinoide. Die Untersuchungen von Reduktionsprozessen, speziell die lichtaktivierte Reduktion von CO2, soll an supramolekularen Verbindungen geschehen. Ausgeweitete porphyrinoide Makrozyklen dienen als Brückenliganden und sind so aufgebaut, dass sie ein photoaktives Zentrum zum Einfangen von Lichtenergie mit einem katalytisch aktiven Metallzentrum verbinden.
Die Untersuchung der Steuerbarkeit der beabsichtigten organischen Transformationen durch Licht, pHWert, Substituenten und weitere Einflussfaktoren soll zum einen für eine gezielte Produktselektivit?t sorgen; zum anderen aber auch neue Einsichten in die ablaufenden Prozesse und Mechanismen, z. B. durch die Isolierung und Charakterisierung von reaktiven Intermediaten, liefern.