Organische Redox-Systeme besitzen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten u. A. als moderne elektrochrome Materialien oder Energiespeichersysteme für organische Batterien. Während organische Redoxsysteme mit zwei Elektronen viel verwendet werden, sind Redox-Systeme mit mehr als zwei Elektronen selten beschrieben und häufig auf strukturell schwierig zugängliche Systeme beschränkt. Das Team geleitet von JProf. Max Hansmann konnte einen einfachen und neuen Weg zu Multielektronen-Redox-Systemen entwickeln. Diese Systeme lassen sich hoch modular aus strukturell einfachen Vorläuferverbindungen aufbauen und zeigen eine Reihe an interessanten physikalischen Eigenschaften u. A. mit Diradikaloid-Anteil und gemischt-valenter Zustände. Diese Ergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift An­ge­wand­te Chemie veröffentlicht.

Doktorand Patrick Antoni konnte basierend auf dem präsentierten modularen Konzept eine Reihe an neuen vier-Elektronen Redoxsystemen herstellen und charakterisieren. Die kristallographische Charakterisierung wurden in Ko­ope­ra­tion mit Christopher Golz (ehemals TU Dortmund, jetzt Universität Göttingen) durchgeführt. Interessanterweise stellen sich die neuen Redox-Systeme als äußerst stabil heraus und weisen eine hohe elektrochemische Stabilität in zwei-Elektronen Lade/Entladestudien bei sehr negativen Redoxpotentialen auf. Dies könnte zu der Ent­wick­lung neuer organischer Leitstrukturen für organische Materialien, beispielsweise im Kontext von Redox-Fluss Batterien führen.

Original-Veröffentlichung:
Organic Four-Electron Redox Systems Based on Bipyridine and Phenanthroline Carbene Architectures
Angew. Chem. Int. Ed.2022, e202203064.

Ar­beits­kreis Hansmann

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