Synthesis and investigation of [FeFe] hydrogenase mimics

Diese Arbeit liefert neue Erkenntnisse auf dem aktuellen Forschungsgebiet der [FeFe] H2ase Modellkomplexe, wobei jeder Artikel seinen eigenen Schwerpunkt hat. Nach der Synthese und Charakterisierung der Dieisen-Komplexe, die den H Cluster natürlicher [FeFe] H2ase-Enzyme nachahmen, wurde eine Funktionalisierung durchgeführt oder zumindest beabsichtigt, um vielseitige Möglichkeiten der Wasserstoffentwicklung zu realisieren und deren Chancen, aber auch Grenzen zu zeigen. Eines der größten Probleme bei dieser Art von Komplexen war deren mangelnde Stabilität während der Wasserstofferzeugung unter elektrokatalytischen bzw. photokatalytischen Bedingungen. In der ersten Veröffentlichung wurde ein neues Derivat von NMI-basierten [FeFe] H2ase Modellkomplexen mit einer Propargyl-Gruppe an der Imid-Funktionalität synthetisiert und durch vielseitige Analyseverfahren wie Kristallstrukturanalyse, CV, IR- und UV-Vis-SEC und EPR-Spektroskopie charakterisiert. Im zweiten Artikel wurden zwei [FeFe] H2ase Modellkomplexe mit Carboxylato-Liganden mit unterschiedlicher Kettenlänge synthetisiert und als Katalysatoren in einem PS-CAT-Ensemble mit CdSe-QDs als PS zur photokatalytischen Wasserstofferzeugung eingesetzt. Im dritten Projekt wurde der Einfluss einer Dithiolan-Modifikation auf [FeFe] H2ase Modellkomplexe untersucht, die einem der ersten Modellkomplexe H2ase pdt ähnlich sind. Dabei wurde die Elektrochemie und ihre Fähigkeit zur Bildung von SAMs auf Gold- oder Platin-Elektrodenoberflächen analysiert. Diese sollten die Elektronentransferwege von der Elektrode zum Katalysator reduzieren. Der letzte Beitrag beschreibt die Verbesserung eines etablierten Synthesewegs für Dieisen-Hexacarbonyl-Komplexe, indem ein aprotisches polares Kosolvent wie NMP, DMA, TMU oder GBL zur Reaktionsmischung hinzugefügt wurde. Dies führte zu einer Verminderung sowohl der Reaktionstemperaturen als auch der Reaktionszeiten, während die Ausbeuten in einigen Fällen sogar gesteigert werden konnten.