Lithiumalkyle sind technisch bedeutende, hochreaktive Synthesebausteine für ein breitgefächertes Anwendungsspektrum. Dieses reicht von großtechnischen Einsätzen als anionische Startreagenzien für wichtige Polymerisationsreaktionen bis hin zur effizienten Synthese von biologisch relevanten Wirkstoffen. Die Reaktivität dieser Ver­bin­dun­gen hängt maßgeblich von ihrer vorliegenden Aggregation ab, weshalb präzise Aussagen über die elektronische Natur der Lithiumalkyle von großem Interesse sind. Das Kristallisieren von Lithiumalkylreagenzien und die Untersuchung entsprechender Kristalle bei tiefen Temperaturen stellt immer eine große Herausforderung dar.

In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dietmar Stalke aus Göttingen konnte der Ar­beits­kreis von Prof. Carsten Strohmann erstmals eine experimentelle Untersuchung der Elek­tro­nen­dich­te an hochreaktiven Lithiumalkyl-Aggregaten erzielen. Gelingen konnte dies durch die hochaufgelöste Röntgendiffraktometrie an Kristallen dreier verschiedener Aggregate der Lithiumalkyle tert-Butyllithium und iso-Propyllithium, welche durch die Aminliganden (-)-Spartein bzw. Chinuclidin stabilisiert werden. Die außerordentliche Qualität der Kristalle ermöglichte dabei erstmals einen Einblick in die in Fachkreisen kontrovers diskutierte elektronische Situation der Kohlenstoff-Lithium-Kontakte. Es konnte dabei gezeigt werden, dass der ionische Charakter in kleineren Aggregaten am stärksten ausgeprägt ist, sodass diese den Einbau kleiner Fremdionen wie Chlorid begünstigen. Die umfangreichen experimentellen und theoretischen Untersuchungen wurden in der renommierten Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.

Pub­li­ka­tion:

Insight into the Bonding and Aggregation of Alkyllithiums by Experimental Charge Density Studies and Energy Decomposition Analyses:
A. Münch, L. Knauer, H. Ott, C.P. Sindlinger, R. Herbst-Irmer, C. Strohmann, D. Stalke,
J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 15897-15906.

Trendberichte der Anorganischen Chemie in der GDCh-Zeitschrift „Nachrichten aus der Chemie“

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