Neue multinukleare Metallkatalysatoren zur licht-getriebenen Aktivierung von Wasser und zur Reduktion von CO2

Die Wechselwirkung zwischen Materie und Licht spielt eine sehr gro?e Rolle in der belebten Natur. In Anlehnung an aktive Zentren in biologischen Systemen werden molekulare Verbindungen hergestellt, die mit Hilfe von Lichtenergie katalytische Reaktionen, wie die Wasseroxidation und die CO2-Reduktion, steuern oder sogar erst erm?glichen sollen. ?bergangsmetalle der ersten Periode (speziell: Mn, Fe, Co) sollen dabei als katalytisch aktive Einheit mit einer photoaktiven Einheit verknüpft werden.
Für die Wasseroxidation werden oligonukleare Systeme aufgebaut, die als Grundstruktur ein Ligandsystem auf Basis von Pacman-Verbindungen enthalten. Diese entstehen durch die Anknüpfung von verschiedenen Funktionseinheiten, wie z.B. Porphyrin-Verbindungen, an ein geeignetes Rückgrat. Somit k?nnen zwei oder mehr Metallzentren in einem gezielt einstellbaren Abstand zueinander angeordnet werden, um die gewünschte Aktivierung von kleinen Molekülen zu verwirklichen.
Für die Kohlendioxidreduktion kommen Systeme mit planaren Brückenliganden zur Anwendung, die an der Peripherie über Lichtsammel-Einheiten (Ruthenium-Komplexe) und im Zentrum über ein Katalysemetall verfügen. Diese sollen nach Lichtanregung einen Photoelektronentransfer initiieren, und damit die Reduktion von koordiniertem CO2 am katalytisch aktiven Metallzentrum erm?glichen. Der Brückenligand hat dabei zus?tzlich eine Elektronenspeicher-Funktion.