1
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Zapf L, Finze M. Lewis Acid Decorated Hexacyanodiborane(6) Dianion. Angew Chem Int Ed Engl 2024; 63:e202401681. [PMID: 38530744 DOI: 10.1002/anie.202401681] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/24/2024] [Revised: 03/03/2024] [Accepted: 03/04/2024] [Indexed: 03/28/2024]
Abstract
First examples of diborane(6) dianions decorated with weakly coordination B(C6F5)3 (BCF) groups and SiEt3 + moieties have been synthesized demonstrating the synthetic potential of the [B2(CN)6]2- dianion. [B2{CNB(C6F5)3}6]2- (1) was isolated as potassium and tetrabutylammonium salt. 1 is a rare example for a weakly coordinating dianion and it was used for the stabilization of the carbocation [Ph3C]+ and the oxonium acid [H(OEt2)2]+. Reaction of [Ph3C]21 with HSiEt3 resulted in the silylated neutral diborane(6) [B2{CNB(C6F5)3}4(CNSiEt3)2] (2) in which two BCF groups have been selectively replaced by SiEt3 + substituents, underscoring the stability and chemical versatility of the [B2(CN)6]2- dianion. The chemical properties and physicochemical data of 1 and 2 provide insight into electronic, coordinating, and steric properties of theses novel diborane(6) compounds.
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Affiliation(s)
- Ludwig Zapf
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Maik Finze
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
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2
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Schopper N, Landmann J, Sprenger JAP, Zapf L, Bertermann R, Ignat'ev NV, Finze M. Alkylcyanoborate Anions: Building Blocks for Fluorine-Free Low-Viscosity, Electrochemically and Thermally Stable Ionic Liquids. Chemistry 2023; 29:e202301497. [PMID: 37395305 DOI: 10.1002/chem.202301497] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/11/2023] [Revised: 07/01/2023] [Accepted: 07/03/2023] [Indexed: 07/04/2023]
Abstract
A set of mixed-substituted potassium alkylcyano- and alkylcyanofluoroborates has been synthesized using easily accessible starting compounds and characterized by elemental analysis, NMR and vibrational spectroscopy, and mass spectrometry. In addition, single-crystal structures of salts of the cyanoborate anions have been derived from X-ray diffraction experiments. The 1-ethyl-3-methylimidazolium room temperature ionic liquids ([EMIm]+ -RTILs) with the new borate anions have been synthesized and their physicochemical properties, that is, high thermal and electrochemical stability, low viscosity, and high conductivity, have been compared to the properties of related [EMIm]+ -RTILs. The influence of the different alkyl substituents at boron has been assessed. The exemplary study on the properties with the [EMIm]+ -ILs with the mixed water stable alkylcyanoborate anions points towards the potential of these fluorine-free borate anions, in general.
Collapse
Affiliation(s)
- Nils Schopper
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Johannes Landmann
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Jan A P Sprenger
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Ludwig Zapf
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Rüdiger Bertermann
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Nikolai V Ignat'ev
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
- Consultant, Merck Life Science KGaA, 64293, Darmstadt, Germany
| | - Maik Finze
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
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3
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Riefer J, Zapf L, Sprenger JAP, Wirthensohn R, Endres S, Pöppler AC, Gutmann M, Meinel L, Ignat'ev NV, Finze M. Cyano(fluoro)borate and cyano(hydrido)borate ionic liquids: low-viscosity ionic media for electrochemical applications. Phys Chem Chem Phys 2023; 25:5037-5048. [PMID: 36722915 DOI: 10.1039/d2cp05725e] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 2.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/20/2023]
Abstract
The synthesis and detailed characterization of low-viscosity room-temperature ionic liquids (RTILs) and [BnPh3P]+ salts with the cyano(fluoro)borate anions [BF(CN)3]- (MFB), [BF2(CN)2]- (DFB), and [BF3(CN)]- as well as the new mixed-substituted anion [BFH(CN)2]- (FHB) is described. The RTILs with [EMIm]+ or [BMPL]+ as countercations were obtained in yields of up to 98% from readily available alkali metal salts and in high purities that allow application in electrochemical devices. Trends in thermal stability, melting and freezing behavior, density, electrochemical stability, dynamic viscosity, specific conductivity and ion diffusivity have been assessed and compared to those of the related tetracyanoborate- and cyano(hydrido)borate-RTILs. The crystal structure analysis of the [BnPh3P]+ salts of [BFn(CN)4-n]- (n = 0-4), [BHn(CN)4-n]- (n = 1-3) and [BFH(CN)2]- provided experimental access to anion volumina that together with ion molecular mass, electrostatic potential, shape and chemical stability have been correlated to physicochemical properties. In addition, the cytotoxicity of the [EMIm]+-ILs and potassium or sodium salts was studied.
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Affiliation(s)
- Jarno Riefer
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany.
| | - Ludwig Zapf
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany.
| | - Jan A P Sprenger
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany.
| | - Raphael Wirthensohn
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany.
| | - Sebastian Endres
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Organische Chemie, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
| | - Ann-Christin Pöppler
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Organische Chemie, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
| | - Marcus Gutmann
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
| | - Lorenz Meinel
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
| | - Nikolai V Ignat'ev
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany. .,Consultant, Merck KGaA, Frankfurter Straße 250, 64293 Darmstadt, Germany
| | - Maik Finze
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany.
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4
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Zapf L, Peters S, Bertermann R, Radius U, Finze M. Tricyanoborane-Functionalized Anionic N-Heterocyclic Carbenes: Adjustment of Charge and Stereo-Electronic Properties. Chemistry 2022; 28:e202200275. [PMID: 35535791 PMCID: PMC9401011 DOI: 10.1002/chem.202200275] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/27/2022] [Indexed: 11/19/2022]
Abstract
The 1-methyl-3-(tricyanoborane)imidazolin-2-ylidenate anion (2) was obtained in high yield by deprotonation of the B(CN)3 -methylimidazole adduct 1. Regarding charge and stereo-electronic properties, anion 2 closes the gap between well-known neutral NHCs and the ditopic dianionic NHC, the 1,3-bis(tricyanoborane)imidazolin-2-ylidenate dianion (IIb). The influence of the number of N-bonded tricyanoborane moieties on the σ-donating and π-accepting properties of NHCs was assessed by quantum chemical calculations and verified by experimental data on 2, IIb, and 1,3-dimethylimidazolin-2-ylidene (IMe, IIa). Therefore NHC 2, which acts as a ditopic ligand via the carbene center and the cyano groups, was reacted with alkyl iodides, selenium, and [Ni(CO)4 ] yielding alkylated imidazoles 3 and 4, the anionic selenium adduct 5, and the anionic nickel tricarbonyl complex 8, respectively. The results of this study prove that charge, number of coordination sites, buried volume (%Vbur ) and σ-donor and π-acceptor abilities of NHCs can be effectively fine-tuned via the number of tricyanoborane substituents.
Collapse
Affiliation(s)
- Ludwig Zapf
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron (ICB) Institute of Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Sven Peters
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron (ICB) Institute of Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Rüdiger Bertermann
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron (ICB) Institute of Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Udo Radius
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron (ICB) Institute of Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Maik Finze
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron (ICB) Institute of Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
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Häring M, Kerpen C, Ribbeck T, Hennig PT, Bertermann R, Ignat'ev NV, Finze M. Dismutation of Tricyanoboryllead Compounds: The Homoleptic Tetrakis(tricyanoboryl)plumbate Tetraanion. Angew Chem Int Ed Engl 2022; 61:e202202882. [PMID: 35266266 PMCID: PMC9322310 DOI: 10.1002/anie.202202882] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/22/2022] [Indexed: 11/29/2022]
Abstract
A series of unprecedently air-stable (tricyanoboryl)plumbate anions was obtained by the reaction of the boron-centered nucleophile B(CN)3 2- with triorganyllead halides. Salts of the anions [R3 PbB(CN)3 ]- (R=Ph, Et) were isolated and found to be stable in air at room temperature. In the case of Me3 PbHal (Hal=Cl, Br), a mixture of the anions [Me4-n Pb{B(CN)3 }n ]n- (n=1, 2) was obtained. The [Et3 PbB(CN)3 ]- ion undergoes stepwise dismutation in aqueous solution to yield the plumbate anions [Et4-n Pb{B(CN)3 }n ]n- (n=1-4) and PbEt4 as by-product. The reaction rate increases with decreasing pH value of the aqueous solution or by bubbling O2 through the reaction mixture. Adjustment of the conditions allowed the selective formation and isolation of salts of all anions of the series [Et4-n Pb{B(CN)3 }n ]n- (n=2-4) including the homoleptic tetraanion [Pb{B(CN)3 }4 ]4- .
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Affiliation(s)
- Mathias Häring
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Christoph Kerpen
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Tatjana Ribbeck
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Philipp T. Hennig
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Rüdiger Bertermann
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Nikolai V. Ignat'ev
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Consultant, Merck KGaA64293DarmstadtGermany
| | - Maik Finze
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
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Collapse
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6
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Häring M, Kerpen C, Ribbeck T, Hennig PT, Bertermann R, Ignat'ev NV, Finze M. Dismutation von Tricyanoborblei‐Verbindungen: Das homoleptische Tetrakis(tricyanoboryl)plumbat‐Tetraanion. Angew Chem Int Ed Engl 2022. [DOI: 10.1002/ange.202202882] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/10/2022]
Affiliation(s)
- Mathias Häring
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Christoph Kerpen
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Tatjana Ribbeck
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Philipp T. Hennig
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Rüdiger Bertermann
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Nikolai V. Ignat'ev
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
- Consultant, Merck KGaA 64293 Darmstadt Deutschland
| | - Maik Finze
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
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Zapf L, Radius U, Finze M. 1,3-Bis(tricyanoborane)imidazoline-2-ylidenate Anion-A Ditopic Dianionic N-Heterocyclic Carbene Ligand. Angew Chem Int Ed Engl 2021; 60:17974-17980. [PMID: 33961330 PMCID: PMC8453866 DOI: 10.1002/anie.202105529] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 2.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/23/2021] [Indexed: 01/14/2023]
Abstract
The 1,3-bis(tricyanoborane)imidazolate anion 1 was obtained in high yield from lithium imidazolate and B(CN)3 -pyridine adduct. Anion 1 is chemically very robust and thus allowed the isolation of the corresponding H5 O2 + salt. Furthermore, monoanion 1 served as starting species for the novel dianionic N-heterocyclic carbene (NHC), 1,3-bis(tricyanoborane)imidazoline-2-ylidenate anion 3 that acts as ditopic ligand via the carbene center and the cyano groups at boron. First reactions of this new NHC 3 with methyl iodide, elemental selenium, and [Ni(CO)4 ] led to the methylated imidazolate ion 4, the dianionic selenium adduct 5, and the dianionic nickel tricarbonyl complex 6. These NHC derivatives provide a first insight into the electronic and steric properties of the dianionic NHC 3. Especially the combination of properties, such as double negative charge, different coordination sites, large buried volume and good σ-donor and π-acceptor ability, make NHC 3 a unique and promising ligand and building block.
Collapse
Affiliation(s)
- Ludwig Zapf
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Udo Radius
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Maik Finze
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB)Institut für Anorganische ChemieJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
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Collapse
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8
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Zapf L, Radius U, Finze M. Das 1,3‐Bis(tricyanoboran)imidazolin‐2‐ylidenat‐Anion – Ein ditopischer dianionischer N‐heterocyclischer Carben‐Ligand. Angew Chem Int Ed Engl 2021. [DOI: 10.1002/ange.202105529] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/15/2022]
Affiliation(s)
- Ludwig Zapf
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Udo Radius
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Maik Finze
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
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9
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Gärtner A, Marek M, Arrowsmith M, Auerhammer D, Radacki K, Prieschl D, Dewhurst RD, Braunschweig H. Boron- versus Nitrogen-Centered Nucleophilic Reactivity of (Cyano)hydroboryl Anions: Synthesis of Cyano(hydro)organoboranes and 2-Aza-1,4-diborabutatrienes. Chemistry 2021; 27:9694-9699. [PMID: 33830542 PMCID: PMC8362087 DOI: 10.1002/chem.202101025] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 0.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/22/2021] [Indexed: 11/12/2022]
Abstract
Cyclic alkyl(amino)carbene-stabilized (cyano)hydroboryl anions were synthesized by deprotonation of (cyano)dihydroborane precursors. While they display boron-centered nucleophilic reactivity towards organohalides, generating fully unsymmetrically substituted cyano(hydro)organoboranes, they show cyano-nitrogen-centered nucleophilic reactivity towards haloboranes, resulting in the formation of hitherto unknown linear 2-aza-1,4-diborabutatrienes.
Collapse
Affiliation(s)
- Annalena Gärtner
- Institute for Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with BoronJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Matthäus Marek
- Institute for Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with BoronJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Merle Arrowsmith
- Institute for Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with BoronJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Dominic Auerhammer
- Institute for Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with BoronJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Krzysztof Radacki
- Institute for Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with BoronJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Dominic Prieschl
- Institute for Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with BoronJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Rian D. Dewhurst
- Institute for Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with BoronJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
| | - Holger Braunschweig
- Institute for Inorganic ChemistryJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
- Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with BoronJulius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland97074WürzburgGermany
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Collapse
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10
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Siegesmund A, Küppers T, Graf R, Hennig PT, Wirthensohn R, Sprenger JAP, Finze M, Köckerling M. Lead(II) Tetracyanidoborates with Pb
2
O
2
Dimers Embedded in Network Structures. Z Anorg Allg Chem 2021. [DOI: 10.1002/zaac.202000448] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/09/2022]
Affiliation(s)
- Antje Siegesmund
- Universität Rostock Institut für Chemie – Anorganische Festkörperchemie Albert-Einstein-Str. 3a 18059 Rostock Germany
| | - Torsten Küppers
- Universität Rostock Institut für Chemie – Anorganische Festkörperchemie Albert-Einstein-Str. 3a 18059 Rostock Germany
| | - Roland Graf
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg Institut für Anorganische Chemie Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Philipp T. Hennig
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg Institut für Anorganische Chemie Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Raphael Wirthensohn
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg Institut für Anorganische Chemie Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Jan A. P. Sprenger
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg Institut für Anorganische Chemie Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Maik Finze
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg Institut für Anorganische Chemie Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Martin Köckerling
- Universität Rostock Institut für Chemie – Anorganische Festkörperchemie Albert-Einstein-Str. 3a 18059 Rostock Germany
- Universität Rostock Department Life Light and Matter 18051 Rostock Germany
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11
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Drisch M, Bischoff LA, Sprenger JAP, Hennig PT, Wirthensohn R, Landmann J, Konieczka SZ, Hailmann M, Ignat'ev NV, Finze M. Innovative Syntheses of Cyano(fluoro)borates: Catalytic Cyanation, Electrochemical and Electrophilic Fluorination. Chemistry 2020; 26:11625-11633. [PMID: 32453869 PMCID: PMC7540003 DOI: 10.1002/chem.202002324] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/11/2020] [Revised: 05/26/2020] [Indexed: 11/07/2022]
Abstract
Different types of high-yield, easily scalable syntheses for cyano(fluoro)borates Kt[BFn (CN)4-n ] (n=0-2) (Kt=cation), which are versatile building blocks for materials applications and chemical synthesis, have been developed. Tetrafluoroborates react with trimethylsilyl cyanide in the presence of metal-free Brønsted or Lewis acid catalysts under unprecedentedly mild conditions to give tricyanofluoroborates or tetracyanoborates. Analogously, pentafluoroethyltrifluoroborates are converted into pentafluoroethyltricyanoborates. Boron trifluoride etherate, alkali metal salts, and trimethylsilyl cyanide selectively yield dicyanodifluoroborates or tricyanofluoroborates. Fluorination of cyanohydridoborates is the third reaction type that includes direct fluorination with, for example, elemental fluorine, stepwise halogenation/fluorination reactions, and electrochemical fluorination (ECF) according to the Simons process. In addition, fluorination of [BH(CN)2 {OC(O)Et}]- to result in [BF(CN)2 {OC(O)Et}]- is described.
Collapse
Affiliation(s)
- Michael Drisch
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
| | - Lisa A. Bischoff
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
| | - Jan A. P. Sprenger
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
| | - Philipp T. Hennig
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
| | - Raphael Wirthensohn
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
| | - Johannes Landmann
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
| | - Szymon Z. Konieczka
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
| | - Michael Hailmann
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
| | - Nikolai V. Ignat'ev
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
- ConsultantMerck KGaA64293DarmstadtGermany
| | - Maik Finze
- Julius-Maximilians-Universität WürzburgInstitut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB)Am Hubland97074WürzburgGermany
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Ribbeck T, Kerpen C, Schmidle C, Keppner F, Sprenger JAP, Arrowsmith M, Braunschweig H, Ignat'ev NV, Finze M. Hydroxytricyanoborate Anion: Synthetic Aspects and Structural, Chemical, and Spectroscopic Properties. Inorg Chem 2019; 58:16689-16702. [PMID: 31765132 DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b02802] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.2] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
In recent years, salts of the hydridotricyanoborate anion [BH(CN)3]- (MHB) have become readily available. In spite of the unusually high stability of the MHB anion, it can be used as a valuable starting material for the preparation of selected tricyanoborates, for example, the boron-centered nucleophile B(CN)32-. A further unprecedented example is the hydroxytricyanoborate anion [B(OH)(CN)3]- that is accessible by oxidation of (H3O)MHB with elemental bromine in water. The Brønsted acid (H3O)[B(OH)(CN)3] was isolated as a crystalline solid. It serves as a versatile starting material for the synthesis of coordination compounds, metal salts, and ionic liquids. The [B(OH)(CN)3]- anion shows a rich coordination chemistry and a high tendency to form hydrogen-bonded motifs as demonstrated by a series of salts with different types of cations. Furthermore, the [B(OH)(CN)3]- anion itself serves as starting material for new tricyanoborates such as the unusual trianion [B{OB(CN)3}3]3- and the silylated anions [B(OSiR3)(CN)3]- (R = Me, Et, Ph). Some of these follow-up products have been characterized by single-crystal X-ray diffraction, e.g., [nBu4N]3[B{OB(CN)3}3] and [nBu4N][B(OSiPh3)(CN)3].
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Affiliation(s)
- Tatjana Ribbeck
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany
| | - Christoph Kerpen
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany
| | - Christian Schmidle
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany
| | - Fabian Keppner
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany
| | - Jan A P Sprenger
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany
| | - Merle Arrowsmith
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany
| | - Holger Braunschweig
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany
| | - Nikolai V Ignat'ev
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany.,Consultant, Merck KGaA , Frankfurter Straße 250 , 64293 , Darmstadt , Germany
| | - Maik Finze
- Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB) , Julius-Maximilians-Universität Würzburg , Am Hubland, 97074 Würzburg , Germany
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Affiliation(s)
- Nikolai V. Ignat'ev
- Institut für Anorganische Chemie; Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Consultant, Merck KGaA; 64293 Darmstadt Germany
| | - Maik Finze
- Institut für Anorganische Chemie; Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
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Bischoff LA, Drisch M, Kerpen C, Hennig PT, Landmann J, Sprenger JAP, Bertermann R, Grüne M, Yuan Q, Warneke J, Wang X, Ignat'ev NV, Finze M. Cyanohydridoborate Anions: Synthesis, Salts, and Low‐Viscosity Ionic Liquids. Chemistry 2019; 25:3560-3574. [DOI: 10.1002/chem.201804698] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 3.7] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/13/2018] [Revised: 12/09/2018] [Indexed: 02/03/2023]
Affiliation(s)
- Lisa A. Bischoff
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Michael Drisch
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Christoph Kerpen
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Philipp T. Hennig
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Johannes Landmann
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Jan A. P. Sprenger
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Rüdiger Bertermann
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Matthias Grüne
- Institut für Organische Chemie & Center for Nanosystems Chemistry Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Qinqin Yuan
- Physical Sciences Division Pacific Northwest National Laboratory 902 Battelle Boulevard, P.O. Box 999, MSIN K8-88 Richland WA 99352 USA
| | - Jonas Warneke
- Department of Chemistry Purdue University 560 Oval Drive West Lafayette IN 47907 USA
| | - Xue‐Bin Wang
- Physical Sciences Division Pacific Northwest National Laboratory 902 Battelle Boulevard, P.O. Box 999, MSIN K8-88 Richland WA 99352 USA
| | - Nikolai V. Ignat'ev
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- Consultant Merck KGaA 64293 Darmstadt Germany
| | - Maik Finze
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Institut für Anorganische Chemie Julius-Maximilians-Universität Würzburg Am Hubland 97074 Würzburg Germany
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Zhao Q, Dewhurst RD, Braunschweig H, Chen X. Boranchemie aus einer neuen Perspektive: Nukleophilie der B-H-Bindungselektronen. Angew Chem Int Ed Engl 2019. [DOI: 10.1002/ange.201809733] [Citation(s) in RCA: 15] [Impact Index Per Article: 2.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/17/2022]
Affiliation(s)
- Qianyi Zhao
- Henan Key Laboratory of Boron Chemistry and Advanced Energy Materials; School of Chemistry and Chemical Engineering; Henan Normal University; 46 E. Jianshe Rd. Xinxiang Henan 453007 China
| | - Rian D. Dewhurst
- Institut für Anorganische Chemie und Institut für nachhaltige Chemie und Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Holger Braunschweig
- Institut für Anorganische Chemie und Institut für nachhaltige Chemie und Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Xuenian Chen
- Henan Key Laboratory of Boron Chemistry and Advanced Energy Materials; School of Chemistry and Chemical Engineering; Henan Normal University; 46 E. Jianshe Rd. Xinxiang Henan 453007 China
- College of Chemistry and Molecular Engineering; Zhengzhou University; Zhengzhou Henan 450001 China
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Zhao Q, Dewhurst RD, Braunschweig H, Chen X. A New Perspective on Borane Chemistry: The Nucleophilicity of the B−H Bonding Pair Electrons. Angew Chem Int Ed Engl 2019; 58:3268-3278. [DOI: 10.1002/anie.201809733] [Citation(s) in RCA: 58] [Impact Index Per Article: 9.7] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/23/2018] [Revised: 10/22/2018] [Indexed: 12/13/2022]
Affiliation(s)
- Qianyi Zhao
- Henan Key Laboratory of Boron Chemistry and Advanced Energy Materials; School of Chemistry and Chemical Engineering; Henan Normal University; 46 E. Jianshe Rd. Xinxiang Henan 453007 China
| | - Rian D. Dewhurst
- Institute for Inorganic Chemistry and Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Holger Braunschweig
- Institute for Inorganic Chemistry and Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Xuenian Chen
- Henan Key Laboratory of Boron Chemistry and Advanced Energy Materials; School of Chemistry and Chemical Engineering; Henan Normal University; 46 E. Jianshe Rd. Xinxiang Henan 453007 China
- College of Chemistry and Molecular Engineering; Zhengzhou University; Zhengzhou Henan 450001 China
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Greb L. Lewis Superacids: Classifications, Candidates, and Applications. Chemistry 2018; 24:17881-17896. [DOI: 10.1002/chem.201802698] [Citation(s) in RCA: 133] [Impact Index Per Article: 19.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/28/2018] [Indexed: 11/10/2022]
Affiliation(s)
- Lutz Greb
- Anorganisch-Chemisches InstitutUniversität Heidelberg Im Neuenheimer Feld 270 Germany
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Bischoff LA, Sprenger JAP, Hennig PT, Ignat'ev NV, Finze M. Chlorocyanoborates: Synthesis, Spectroscopic and Structural Characterization, and Properties of Ionic Liquids. Z Anorg Allg Chem 2018. [DOI: 10.1002/zaac.201800268] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/09/2022]
Affiliation(s)
- Lisa A. Bischoff
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Jan A. P. Sprenger
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Philipp T. Hennig
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Nikolai V. Ignat'ev
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- Institut für Anorganische Chemie; Merck KGaA; 64293 Darmstadt Germany
| | - Maik Finze
- Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians-Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
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Wiesemann M, Hoge B. Pentafluoroethylated Compounds of Silicon, Germanium and Tin. Chemistry 2018; 24:16457-16471. [PMID: 29722451 DOI: 10.1002/chem.201801292] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 3.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/14/2018] [Revised: 04/24/2018] [Indexed: 11/09/2022]
Abstract
In this contribution we present an account on pentafluoroethylated compounds of silicon, germanium and tin. The pronounced electron-withdrawing effect of the pentafluoroethyl group leads to a markedly increased Lewis acidity at the central atom which results in the stabilization of hypervalent complexes, anionic element(II) species as well as remarkable reactivities of element-element and element-hydrogen bonds. By addition to unsaturated C-C bonds or by reaction with organic halides as well as transition-metal complexes the molecules bearing a pentafluoroethyl-element group are readily accessible. Moreover, the utilization of pentafluoroethyl groups facilitates the formation of donor-stabilized germylenes and stannylenes. A series of such compounds serves as suitable pentafluoroethylation reagents. Conversely to the well-studied trifluoromethyl derivatives these compounds frequently exhibit a higher thermostability, which allows a more convenient handling.
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Affiliation(s)
- Markus Wiesemann
- Centrum für Molekulare Materialien, Fakultät für Chemie, Universität Bielefeld, Universitätsstraße 25, 33615, Bielefeld, Germany
| | - Berthold Hoge
- Centrum für Molekulare Materialien, Fakultät für Chemie, Universität Bielefeld, Universitätsstraße 25, 33615, Bielefeld, Germany
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Abstract
The first stable anionic aluminium nucleophile was isolated by Goicoechea, Aldridge and co-workers. The aluminyl compound showed very high reactivity in metathesis reactions as well as in the oxidative addition of substrates such as dihydrogen and benzene, which opens up new perspectives in main group chemistry.
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Affiliation(s)
- Alexander Hinz
- Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute of Inorganic Chemistry, Engesserstr. 15, 76131, Karlsruhe, Germany
| | - Frank Breher
- Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute of Inorganic Chemistry, Engesserstr. 15, 76131, Karlsruhe, Germany
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Affiliation(s)
- Alexander Hinz
- Karlsruher Institut für Technologie (KIT); Institut für Anorganische Chemie; Engesserstraße 15 76131 Karlsruhe Deutschland
| | - Frank Breher
- Karlsruher Institut für Technologie (KIT); Institut für Anorganische Chemie; Engesserstraße 15 76131 Karlsruhe Deutschland
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Himmel H. Nucleophilic Neutral Diborane(4) Compounds with sp
3
–sp
3
‐Hybridized Boron Atoms. Eur J Inorg Chem 2018. [DOI: 10.1002/ejic.201800031] [Citation(s) in RCA: 15] [Impact Index Per Article: 2.1] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/07/2023]
Affiliation(s)
- Hans‐Jörg Himmel
- Anorganisch‐Chemisches Institut Ruprecht‐Karls‐Universität Heidelberg Im Neuenheimer Feld 270 69120 Heidelberg Germany
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Konieczka SZ, Schlüter F, Sindorf C, Kerpen C, Bernhardt E, Finze M. Stepwise Introduction of Cyano Groups intonido- andcloso-Undecaborate Clusters. Chemistry 2018; 24:3528-3538. [DOI: 10.1002/chem.201704860] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/13/2017] [Indexed: 11/10/2022]
Affiliation(s)
- Szymon Z. Konieczka
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie; Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Florian Schlüter
- Anorganische Chemie; Bergische Universität Wuppertal; Gaussstrasse 20 42119 Wuppertal Germany
| | - Christoph Sindorf
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie; Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Christoph Kerpen
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie; Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Eduard Bernhardt
- Anorganische Chemie; Bergische Universität Wuppertal; Gaussstrasse 20 42119 Wuppertal Germany
| | - Maik Finze
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie; Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB); Am Hubland 97074 Würzburg Germany
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Landmann J, Sprenger JAP, Hennig PT, Bertermann R, Grüne M, Würthner F, Ignat'ev NV, Finze M. Perfluoroalkyltricyanoborate and Perfluoroalkylcyanofluoroborate Anions: Building Blocks for Low-Viscosity Ionic Liquids. Chemistry 2017; 24:608-623. [PMID: 28884848 DOI: 10.1002/chem.201703685] [Citation(s) in RCA: 34] [Impact Index Per Article: 4.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/07/2017] [Indexed: 12/24/2022]
Abstract
The potassium perfluoroalkyltricyanoborates K[Cn F2 n+1 B(CN)3 ] [n=1 (1 d), 2 (2 d)] and the potassium mono(perfluoroalkyl)cyanofluoroborates K[Cn F2 n+1 BF(CN)2 ] [n=1 (1 c), 2 (2 c)] and [Cn F2 n+1 BF2 (CN)]- [n=1 (1 b), 2 (2 b), 3 (3 b), 4 (4 b)] are accessible with perfect selectivities on multi-gram scales starting from K[Cn F2 n+1 BF3 ] and Me3 SiCN. The K+ salts are starting materials for the preparation of salts with organic cations, for example, [EMIm]+ (EMIm=1-ethyl-3-methylimidazolium). These [EMIm]+ salts are hydrophobic room-temperature ionic liquids (RTILs) that are thermally, chemically and electrochemically very robust, offering electrochemical windows up to 5.8 V. The RTILs described herein, exhibit very low viscosities with a minimum of 14.0 mPa s at 20 °C for [EMIm]1 c, low melting points down to -57 °C for [EMIm]2 b and extraordinary high conductivities up to 17.6 mS cm-1 at 20 °C for [EMIm]1 c. The combination of these properties makes these ILs promising materials for electrochemical devices as exemplified by the application of selected RTILs as component of electrolytes in dye-sensitised solar cells (DSSCs, Grätzel cells). The efficiency of the DSSCs was found to increase with a decreasing viscosity of the neat ionic liquid. In addition to the spectroscopic characterisation, single crystals of the potassium salts of the anions 1 b-d, 2 d, 3 b and 4 c as well as of [nBu4 N]2 c have been studied by X-ray diffraction.
Collapse
Affiliation(s)
- Johannes Landmann
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Jan A P Sprenger
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Philipp T Hennig
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Rüdiger Bertermann
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Matthias Grüne
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Organische Chemie &, Center for Nanosystems Chemistry, Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Frank Würthner
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Organische Chemie &, Center for Nanosystems Chemistry, Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
| | - Nikolai V Ignat'ev
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany.,Merck KGaA, Frankfurter Strasse 250, 64293, Darmstadt, Germany
| | - Maik Finze
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor (ICB), Am Hubland, 97074, Würzburg, Germany
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Zottnick SH, Seuffert MT, Kerpen C, Finze M, Müller-Buschbaum K. Homoleptic Luminescent Lanthanide Frameworks with the Tricyanohydridoborate Anion. Eur J Inorg Chem 2017. [DOI: 10.1002/ejic.201700547] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/11/2022]
Affiliation(s)
- Sven H. Zottnick
- Institut für Anorganische Chemie; Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Marcel T. Seuffert
- Institut für Anorganische Chemie; Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Christoph Kerpen
- Institut für Anorganische Chemie; Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Maik Finze
- Institut für Anorganische Chemie; Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Klaus Müller-Buschbaum
- Institut für Anorganische Chemie; Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
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Wiesemann M, Klösener J, Niemann M, Neumann B, Stammler HG, Hoge B. The Tris(pentafluoroethyl)stannate(II) Anion, [Sn(C2F5)3]−-Synthesis and Reactivity. Chemistry 2017; 23:14476-14484. [PMID: 28671288 DOI: 10.1002/chem.201702855] [Citation(s) in RCA: 10] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/21/2017] [Indexed: 11/06/2022]
Affiliation(s)
- Markus Wiesemann
- Centrum für Molekulare Materialien, Fakultät für Chemie; Universität Bielefeld; Universitätsstraße 25 33615 Bielefeld Germany
| | - Johannes Klösener
- Centrum für Molekulare Materialien, Fakultät für Chemie; Universität Bielefeld; Universitätsstraße 25 33615 Bielefeld Germany
| | - Mark Niemann
- Centrum für Molekulare Materialien, Fakultät für Chemie; Universität Bielefeld; Universitätsstraße 25 33615 Bielefeld Germany
| | - Beate Neumann
- Centrum für Molekulare Materialien, Fakultät für Chemie; Universität Bielefeld; Universitätsstraße 25 33615 Bielefeld Germany
| | - Hans-Georg Stammler
- Centrum für Molekulare Materialien, Fakultät für Chemie; Universität Bielefeld; Universitätsstraße 25 33615 Bielefeld Germany
| | - Berthold Hoge
- Centrum für Molekulare Materialien, Fakultät für Chemie; Universität Bielefeld; Universitätsstraße 25 33615 Bielefeld Germany
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Soleilhavoup M, Bertrand G. Borylenes: An Emerging Class of Compounds. Angew Chem Int Ed Engl 2017; 56:10282-10292. [PMID: 28577325 DOI: 10.1002/anie.201705153] [Citation(s) in RCA: 135] [Impact Index Per Article: 16.9] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/18/2017] [Indexed: 11/11/2022]
Abstract
Free borylenes (R-B:) have only been spectroscopically characterized in the gas phase or in matrices at very low temperatures. However, in recent years, a few mono- and bis(Lewis base)-stabilized borylenes have been isolated. In both of these compounds the boron atom is in the formal oxidation state +I which contrasts with classical organoboron derivatives wherein the element is in the +III oxidation state. Mono(Lewis base)-stabilized borylenes are isoelectronic with singlet carbenes, and their reactivity mimics to some extent that of transition metals. They can activate small molecules, such as H2 , and coordinate an additional ligand; in other words, they are boron metallomimics. Bis(Lewis base)borylene adducts are isoelectronic with amines and phosphines. In contrast to boranes, which act as electron acceptors and thus Lewis acids, they are electron-rich and act as ligands for transition metals.
Collapse
Affiliation(s)
- Michele Soleilhavoup
- UCSD-CNRS Joint Research Chemistry Laboratory (UMI 3555), Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, San Diego, La Jolla, CA, 92093-0358, USA
| | - Guy Bertrand
- UCSD-CNRS Joint Research Chemistry Laboratory (UMI 3555), Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, San Diego, La Jolla, CA, 92093-0358, USA
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Affiliation(s)
- Michele Soleilhavoup
- UCSD – CNRS Joint Research Chemistry Laboratory (UMI 3555), Department of Chemistry and Biochemistry University of California, San Diego La Jolla CA 92093-0358 USA
| | - Guy Bertrand
- UCSD – CNRS Joint Research Chemistry Laboratory (UMI 3555), Department of Chemistry and Biochemistry University of California, San Diego La Jolla CA 92093-0358 USA
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1,3,2‐Diazaborolyl Anions – From Laboratory Curiosities to Versatile Reagents in Synthesis. Eur J Inorg Chem 2017. [DOI: 10.1002/ejic.201700629] [Citation(s) in RCA: 40] [Impact Index Per Article: 5.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/30/2022]
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Arrowsmith M, Auerhammer D, Bertermann R, Braunschweig H, Celik MA, Erdmannsdörfer J, Krummenacher I, Kupfer T. From Borane to Borylene without Reduction: Ambiphilic Behavior of a Monovalent Silylisonitrile Boron Species. Angew Chem Int Ed Engl 2017. [PMID: 28640395 DOI: 10.1002/anie.201705561] [Citation(s) in RCA: 43] [Impact Index Per Article: 5.4] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/13/2023]
Affiliation(s)
- Merle Arrowsmith
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- The Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Dominic Auerhammer
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- The Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Rüdiger Bertermann
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- The Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Holger Braunschweig
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- The Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Mehmet Ali Celik
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Julian Erdmannsdörfer
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- The Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Ivo Krummenacher
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- The Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
| | - Thomas Kupfer
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
- The Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Germany
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Arrowsmith M, Auerhammer D, Bertermann R, Braunschweig H, Celik MA, Erdmannsdörfer J, Krummenacher I, Kupfer T. Vom Boran zum Borylen ohne Reduktion: ambiphiles Verhalten einer monovalenten Silylisonitril-Borverbindung. Angew Chem Int Ed Engl 2017. [DOI: 10.1002/ange.201705561] [Citation(s) in RCA: 25] [Impact Index Per Article: 3.1] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/23/2023]
Affiliation(s)
- Merle Arrowsmith
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
- Institut für Nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Dominic Auerhammer
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
- Institut für Nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Rüdiger Bertermann
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
- Institut für Nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Holger Braunschweig
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
- Institut für Nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Mehmet Ali Celik
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Julian Erdmannsdörfer
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
- Institut für Nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Ivo Krummenacher
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
- Institut für Nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
| | - Thomas Kupfer
- Institut für Anorganische Chemie; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
- Institut für Nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor; Julius-Maximilians Universität Würzburg; Am Hubland 97074 Würzburg Deutschland
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Kaese T, Budy H, Bolte M, Lerner HW, Wagner M. Deprotonation of a Seemingly Hydridic Diborane(6) To Build a B−B Bond. Angew Chem Int Ed Engl 2017. [DOI: 10.1002/ange.201702393] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 2.6] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/05/2022]
Affiliation(s)
- Thomas Kaese
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
| | - Hendrik Budy
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
| | - Michael Bolte
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
| | - Hans-Wolfram Lerner
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
| | - Matthias Wagner
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
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Kaese T, Budy H, Bolte M, Lerner HW, Wagner M. Deprotonation of a Seemingly Hydridic Diborane(6) To Build a B−B Bond. Angew Chem Int Ed Engl 2017; 56:7546-7550. [DOI: 10.1002/anie.201702393] [Citation(s) in RCA: 37] [Impact Index Per Article: 4.6] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/06/2017] [Indexed: 11/12/2022]
Affiliation(s)
- Thomas Kaese
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
| | - Hendrik Budy
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
| | - Michael Bolte
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
| | - Hans-Wolfram Lerner
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
| | - Matthias Wagner
- Institut für Anorganische Chemie; Goethe-Universität Frankfurt; Max-von-Laue-Strasse 7 60438 Frankfurt am Main Germany
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Bernhardt E, Bernhardt-Pitchougina V, Jenne C. Reaction of the Tricyanoborate Dianion [B(CN)3]2–with HgCl2. Inorg Chem 2017; 56:5465-5470. [DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b00541] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/30/2022]
Affiliation(s)
- Eduard Bernhardt
- Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Anorganische Chemie, Bergische Universität Wuppertal, Gaußstr. 20, 42119 Wuppertal, Germany
| | - Vera Bernhardt-Pitchougina
- Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Anorganische Chemie, Bergische Universität Wuppertal, Gaußstr. 20, 42119 Wuppertal, Germany
| | - Carsten Jenne
- Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Anorganische Chemie, Bergische Universität Wuppertal, Gaußstr. 20, 42119 Wuppertal, Germany
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