Synthese, spektroskopische Untersuchung, Strukturaufklärung und magnetische Eigenschaften der Metallsiloxane von Hauptgruppen- und Übergangsmetallen

Metallsiloxane werden seit einigen Jahren als mögliche Modellverbindungen für Zeolithe angesehen. Aus dieser Eigenschaft ergibt sich ein großes Interesse an der Synthese und der Charakterisierung neuartiger Metallsiloxane. Silanole dienen hierbei als geeignete Ausgangsverbindungen. Erst kürzlich wurde gezeigt, daß das N-verknüpfte Silantriol, RSi(OH)3 [R = (2,6-iPr2C6H3)N(SiMe3)] aufgrund seiner Löslichkeit und Stabilität ein ideales Startmaterial darstellt. Ausgehend von dieser Verbindung gelang es, durch die Umsetzung mit Metallalkylen und Metallalkoholaten eine Vielzahl von Metallsiloxanen herzustellen. Im Gegensatz hierzu ist die Umsetzung mit Metallamiden wenig untersucht. Um diesem Mangel abzuhelfen, wurde die Umsetzung verschiedener Amide mit Hauptgruppen- und Übergangsmetallamiden untersucht. Diese Arbeit stellt die Ergebnisse dieser Untersuchungen vor. Es wurden die Metallsiloxane mit Ge(II)-, Sn(II)- und Pb(II)-amiden mit N-verknüpften Silantriolen umgesetzt. Für das Ge(II)-amid wurde ein kubisches Metallsiloxan mit einer terminalen Ge-H Bindung erhalten, die zugrundeliegende Oxidations-Additions-Reaktion war bisher noch nicht literaturbekannt. Die Umsetzung der Sn(II) und Pb(II)-amide ergab Käfigverbindungen, in denen leiterförmige (SnO)6 und (PbO)6 Einheiten von je zwei R2Si2O3-Einheiten umschlossen werden. Die Untersuchung der Metallsiloxane der 15. Gruppe wurde mit Sb(III)- und Bi(III)-amiden durchgeführt. Im Falle des Sb(III)-amids resultierte ein kubisches Metallsiloxan, wohingegen sich für das Bi(III)-amid eine Kristallstruktur ergab, in der 12 Bismutatome über 4 Chloratome verbrückt werden. Für die Untersuchung der Siloxane mit Elementen der 8. und 9. Gruppe waren die Ausgangsverbindungen Fe(II)-, Fe(III)- und Co(III)-amid. Während sich für das Fe(III)-amid eine kubische Struktur ergab, erhält man für das zweiwertige Eisen einen völlig neuartigen Fe8-Cluster und bei der Umsetzung mit Co(II)-amid eine Verbindung, deren Ähnlichkeit mit einem Hetero-Cuban bemerkenswert ist. Alle neuen Metallsilox ane wurden sorgfältig mittels spektroskopischer Techniken charakterisiert. Die Bestimmung der Kristallstrukturen erfolgte durch Röntgenstrukturanalysen an den betreffenden Einkristallen. Für die paramagnetischen Metallsiloxane wurde das magnetische Verhalten anhand von Suszeptibilitätsmessungen bestimmt.In recent years, metallasiloxanes have been shown as potential model compounds for zeolites. In view of this, the synthesis and characterization of novel metallasiloxanes are of paramount importance and for this the silanols serve as suitable starting materials. Recently, the N-bonded silanetriol, RSi(OH)3 [R = (2,6-iPr2C6H3)N(SiMe3)] has been shown as a precursor due to its interesting solubility and stability. Using this silanetriol, a large number of metallasiloxanes have been obtained by reacting it with metal alkyls and metal alcoholates. Nevertheless, the reaction of the same with metal amides is poorly studied. In order to overcome this deficiency, it was planned to study the reaction of this aminosilanetriol with various main group and transition metal amides. The thesis reports the results obtained from such studies. For this investigation, the group 14 metallasiloxanes Ge(II), Sn(II), and Pb(II) amides were reacted with N-bonded silanetriol. In the case of Ge(II) amide, a cubic metallasiloxane with terminal Ge-H bonds was obtained by means of an unprecedented oxidative addition reaction. In the reaction with Sn(II) and Pb(II) amides, cage compounds with (SnO)6 and (PbO)6 motifs in ladder form were trapped by two R2Si2O3 fragments. For group 15 metallasiloxanes the reaction of N-bonded silanetriol with Sb(III) and Bi(III) amides were carried out. With Sb(III) amide, a cubic metallasiloxane was obtained whereas with Bi(III) amide, a metallasiloxane with 12 bismuth atoms and 4 bridging chlorine atoms was the result. To study the transition metal containing metallasiloxanes Group 8 and 9 metal amides namely Fe(II), Fe(III) and Co(II) amides were used. With Fe(III) amide, a cubic structure was obtained, in case of Fe(II) a novel Fe8 cluster and in case of Co(II) amide, an interesting hetero-cubane-like architecture resulted. All these new metallasiloxanes were thoroughly characterized by means of various spectroscopic techniques. Also, their solid state structures were determined by means of single crystal X-ray diffraction analysis. The paramagnetic metallasiloxanes were studied for their magnetic behaviour by means of magnetic susceptibility measurements