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Doppelschlag für die Erdalkalimetallhydride

Bild: AK Harder

Mit Ausnahme von Magnesiumhydrid (MgH2), welches auf Grund seiner Wasserstoffspeichereigenschaften im Fokus der Forschung steht, genießen die Erdalkalimetallhydride generell wenig Interesse. Salzartige Verbindungen wie Calciumhydrid (CaH2) reagieren heftig mit Wasser, sind aber im Gegensatz zu anderen Metallhydriden wie beispielsweise Lithiumaluminiumhydrid (LiAlH4) nahezu inert gegenüber organischen Stoffen. Dies ist hauptsächlich auf die extrem hohen Kristallgitterenergien zurückzuführen. Die Forschergruppe um Prof. Dr. Sjoerd Harder vom Lehrstuhl für Anorganische und Metallorganische Chemie des Departments Chemie und Pharmazie der FAU konnte früher schon zeigen, dass lösliche Calciumhydrid-Komplexe, welche von einen großen anionischen Liganden stabilisiert sind, deutlich reaktiver sind und daher auch Anwendung in der Katalyse finden.

Zugang zu den schwersten, noch viel reaktiveren Erdalkalimetallhydriden zu erreichen war allerdings bis vor kurzem nicht gelungen. Ausführliche Untersuchungen zum Entwurf von sperrigen Liganden für die Stabilisierung von Strontiumhydrid-Komplexen waren nie erfolgreich.

Hingegen hat aber ein neues Konzept letztendlich zum Durchbruch geführt: Statt großer anionischer Liganden konnten große neutrale Liganden den ersten Strontiumhydrid-Komplex stabilisieren. Diese hochreaktiven, größeren Cluster bildeten sich durch Selbstorganisation. Sie sind sehr gut löslich in organischen Lösungsmitteln und erweisen sich als thermisch stabil. Die gleiche Methode war jedoch nicht erfolgreich für die Realisierung der letzten verbleibenden Herausforderung: Die Isolierung des größten Erdalkalimetallhydrids.

Überraschenderweise konnte der erste Bariumhydrid-Cluster jedoch ohne jegliche große Liganden für die Stabilisierung erzeugt werden. Der Cluster Ba7H7(NR2)7 löst sich sehr gut in organischen Lösungsmitteln, ist thermisch stabil und hochreaktiv. Erste Reaktivitätsstudien zeigten, dass sogar isolierte C=C Doppelbindungen reduziert werden können. Das extreme Reduktionsvermögen und Anwendungen in der Katalyse stehen zurzeit im Zentrum der aktuellen Forschung.

Berichte über diese ersten Strontium- und Bariumhydrid-Cluster wurden in beiden Fällen als „HOT PAPER“ in der Zeitschrift Angewandte Chemie publiziert: DOI: 10.1002/anie.201706786 und DOI: 10.1002/anie.201709771.

Weitere Informationen:

Prof. Sjoerd Harder, PhD

  • Organisation: Department Chemie und Pharmazie
  • Abteilung: Lehrstuhl für Anorganische und Metallorganische Chemie
  • Telefonnummer: +49 9131 - 85 27350
  • E-Mail: sjoerd.harder@fau.de