Synthesis and reactivity of selected platinum(0) adducts of group 14/15 halogenides

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Addukte zwischen dem elektronenreichen, späten Übergangsmetallkomplex Bisphosphanplatin(0) und Lewis-Säuren aus der Gruppe 14 und 15 dargestellt, sowie deren Reaktivität untersucht. Hier sind insbesondere die Darstellung und Untersuchung kationischer Komplexe zu erwähnen. Es konnten erfolgreich Addukte zwischen homoleptischen Platin(0) und heteroleptischen Platin(0)komplexen mit divalenten Gruppe 14 Chloriden (GeCl2, SnCl2 und PbCl2) dargestellt werden (Schema 50). Die Charakterisierung der Verbindungen [(IMes)(Cy3P)Pt–ECl2] (46–48) und [(Cy3P)2Pt–EX2] (50–53) erfolgte über multinukleare NMR-Spektroskopie und Röntgendiffraktometrie. Für die Stannylen- und Plumbylenaddukte konnten ebenfalls Diplatinaddukte [{(Cy3P)2Pt}2(μ2-EX2)] (54–57) dargestellt werden. Untersuchungen der Monoplatinkomplexe mittels Röntgendiffraktometrie ergaben einen erheblichen Grad der Pyramidalisierung um die Gruppe 14 Zentren. Das Germylenaddukt ist dabei der am höchsten pyramidalisierte Pt=EX2 Komplex, der bisher strukturell untersucht wurde.Die Koordination der Pt(0)einheiten in den Diplatinkomplexen wurde mittels 31P{1H}-NMR-Spektroskopie und UV-Vis-Spektroskopie bei variablen Temperaturen sowie DFT Rechnungen untersucht. Während im Diplatin-Stannylenkomplex 55 beide Pt–Sn-Bindungen stabil sind, verliert der Diplatin-Plumbylenkomplex 57 reversibel ein Pt(0)-Fragment bei hohen Temperaturen (RT). Die quantenchemischen DFT-Analysen des Plumbylens 53 ergaben, dass die berechnete σ-Hinbindung in der Richtung Pt→Pb deutlich stärker ausgeprägt ist und die σ-Rückbindung in der Richtung Pt←Pb kaum Bindungsanteile ausmacht. Somit entspricht der Bindungscharakter in Verbindung 53, wenn überhaupt, nur partiell dem einer Doppelbindung. Die vorherrschende Wechselwirkung ist die Pt→Pb σ-Donation. Transferexperimente bewiesen die erhöhte Lewis-Basizität im heteroleptischen Platin(0)fragment, außerdem konnte erfolgreich in einem Addukt der Ligand (PCy3 vs. IMes) ausgetauscht werden, was die Stabilität der Pt–E-Bindung beweist (Schema 50).Der synthetische Zugang zu niedrig koordinierten Sn- und Pb- Mono- und Dikationen wird allgemein durch die schlechte Löslichkeit und die hohe elektrophile Natur dieser Teilchen eingeschränkt. Durch die Reaktion der Germylen, Stannylen und Plumbylen Monoplatinaddukte (50–53) mit Aluminiumtrihalogeniden gelang es jedoch, solche niedrig koordinierten Monokationen [(Cy3P)2Pt–EX]2[AlX4]2 (64a = Sn, Br; 70a = Pb, Cl) in der Koordinationssphäre von Platin(0) darzustellen. Durch Abstraktion eines weiteren Halogenides mittels AlX3 konnten sogar bisher unbekannte niedervalente Komplexe [(Cy3P)2Pt–E][AlX4]2 (68 = Sn, Br; 75 = Pb, Cl) mit einem dikationischen Zinn- beziehungsweise Bleizentrum in der Koordinationssphäre eines Übergangsmetalles isoliert werden (Schema 51).Da durch die Stellung im Periodensystem kein vakantes p-Orbital vorhanden ist, reagieren Elementverbindungen der Gruppe 15 normalerweise nicht als Lewis-Säuren. Eine Reaktivitätsuntersuchung von hypervalenten Lewis-Säuren aus der späten Hauptgruppe mit elektronenreichen späten Übergangsmetallverbindungen stand daher noch aus. Es gelang eine Lewis-Säuren-unterstützte Transformation von Platin(0) und Phosphor(V)fluorid in eine Pt(II)/P(III)-Verbindung der Form trans-[(Cy3P)2Pt(F)(PF3)][PF6] (91) (Schema 52). Die Bildung einer stabilen Pt–PF3 Enheit mit starken σ-/π-Bindungen liefert die Triebkraft der Reaktion. Die Reaktivitätstudien von Antimon(III)halogeniden mit Platin(0)-Komplex ergaben sowohl die Bildung eines zweifach Pt(0)-basenstabiliserten Stiboniumkations, als auch das Produkt der oxidativen Addition. Beide Reaktionen wurden per multinuklearer NMR-Spektroskopie und Röntgendiffraktometrie bestätigt. Die Bildung des Diplatin-Stibeniumkations [{(Cy3P)2Pt}2(μ-SbF2)]+ (94) ist das erste Beispiel für ein MOLP mit einer antimonzentrierten Lewis-Acidität, wohingegen die Bildung des oxidativen Dihalostibanylkomplexes trans-[PtCl(SbCl2)(PCy3)2] (97) das erste Beispiel einer oxidativen Addition einer Sb–X-Bindung an ein Übergangsmetallzentrum ist (Schema 52).The results of this work can be summarized as follows. Adducts between the electron-rich Lewis-base [(Cy3P)2Pt] (10) and Lewis-acids from groups 14 and 15 were synthesized and their reactivity investigated, especially the formation of cationic species. The adducts were successfully obtained by the reaction of homoleptic and heteroleptic platinum(0)compounds and divalent group 14 chlorides (GeCl2, SnCl2 and PbCl2). The characterization of the compounds (IMes)(Cy3P)Pt–ECl2] (46–48) and [(Cy3P)2Pt–EX2] (50–53) was possible by multinuclear NMR spectroscopy and X-ray crystal diffraction analysis. For the stannylene and plumbylene adducts the bisplatinum analogues [{(Cy3P)2Pt}2(μ2-EX2)] (54–57) could also be isolated (Scheme 1). The Monoplatinum compounds exhibit a large degree of pyramidalization at the Group 14 centers. Compound 3a was found to be the most highly pyramidalized M=ER2 complex ever structurally characterized. The addition of a second platinum moiety was studied by 31P{1H} NMR spectroscopy and UV-Vis spectroscopy at variable temperatures as well as DFT calculations. The Pt-Sn bond of the bisplatinum stannylene complex 55 is robust. Nevertheless, the bisplatinum plumblyene compound complex 57 loses reversibly one Pt fragment at high temperature (RT). DFT calculations of the plumbylene compound 53 showed, that the calculated Pt→Pb σ-bond is much stronger than the calculated Pt←Pb σ-back-bond. Thus the character of the Pt–Pb bonding in the compound 53 corresponds if at all, only partially with that of a double bond. The predominant binding interaction is the Pt→Pb σ-donation. Transfer experiments revealed the higher Lewis-basicity of the heteroleptic platinum(0) vs that of the homoleptic platinum(0) fragments. The stability of the Pt–E bond was confirmed by the ligand exchange PCy3 vs IMes on the adduct compounds. Synthetic access to low-coordinate Pb mono- and dications is in general impeded due to their poor solubility and highly electrophilic nature. However, the electrophilicity of these cations can be tamed by attaching them to electron-rich transition metals. Monostannylene and -plumbylene complexes were treated with AlX3 to afford the cationic platinum complexes [(Cy3P)2Pt–EX]2[AlX4]2 (64a = Sn, Br; 70a = Pb, Cl). The abstraction of another halide with AlX3 led to the isolation of the unprecedented low-valent compounds [(Cy3P)2Pt–E][AlX4]2 (68 = Sn, Br; 75 = Pb, Cl) containing a dicationic tin or lead centre.Since no vacant p-orbital is available, through the position in the periodic table, group 15 compounds react normally not as Lewis-acids. Hence, the reactivity of hypervalent Lewis-acids from the late main group with electron-rich late transition metal complexes are still under investigation. The Lewis-acid supported transformation of bisphosphineplatinum(0) and phosphorus(V)fluoride into the mixed Pt(II)/P(III) compound trans-[(Cy3P)2Pt(F)(PF3)][PF6] (91) was successfully carried out (Scheme 3). The formation of a stable Pt–PF3 unit with strong σ-/π-bonds provides the driving force for the reaction.Extended studies towards the antimony trihalides with platinum(0), revealed the first example of unambiguous, unsupported MOLP chemistry of antimony-centered ligands, as well as the first evidence of an oxidative addition. Both reactions were studied by multinuclear NMR spectroscopy as well as X-ray diffraction analysis. The formation of the cationic stibenium complex [{(Cy3P)2Pt}2(μ-SbF2)]+ (94), is the first example for an unsupported metal-only Lewis pair containing an antimony-centered Lewis acid. In contrast, the dihalostibanyl complex trans-[PtCl(SbCl2)(PCy3)2] (97), is the first example of an oxidative addition of an antimony-halide bond to a transition metal (Scheme 3)