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Lexikon der Chemie

Distickstoffkomplexe

Distickstoffkomplexe, Dinitrogenkomplexe, Koordinationsverbindungen der Übergangsmetalle mit molekularem Stickstoff N2 als Liganden. Bei Raumtemperatur existieren keine homoleptischen D., M(N2)n, jedoch bilden sich diese durch Abschrecken von Metallatom/N2-Gasgemischen auf ~ 10 K als metastabile, beim Erwärmen unter N2-Abgabe zerfallende Verbindungen, wie z. B. Ti(N2)6 (gelbrot, zers. ab 40 K). Demgegenüber sind viele isolierbare heteroleptische D. der Typen LmM(N2)n bzw. LmM2(NL)n mit maxi- und 3 N2-Liganden je Metallatom bekannt. Ausgehend von der Entdeckung des ersten D., [Ru(NH3)5(N2)]2+, konnten in neuerer Zeit zahlreiche D. dargestellt werden. Die dabei genutzten Methoden umfassen z. B. die direkte Addition von N2 an Metallzentren: [RuH2L2] + N2

[RuH2(N2)L2] (L = P(C6H5)3); die Direktsubstitution labiler Liganden durch N2: [Ru(NH3)5(H2O)]2+ + N2 → [Ru(NH3)5(N2)]2+ + H2O; die Reduktion von Übergangsmetallkomplexen in Gegenwart geeigneter Coliganden in einer N2-Atmosphäre:



die Überführung geeigneter, bereits koordinierter N-Liganden in koordiniertes N2: [Mn(η5-C5H5)(CO)2(N2H4)] + 2 H2O2 → [Mn(η5-C5H5)(CO)2(N2)] + 4 H2O. D. enthalten den N2-Liganden meist "end-on" an ein Metallzentrum oder verbrückt an zwei Metallzentren gebunden (M-N≡N| oder M-N≡N-M). Ebenso konnten für den "side-on"-Bindungstyp,



einzelne, kompliziert zusammengesetzte Vertreter erhalten werden. Die Bindungsverhältnisse der D., die den N2-Liganden "end-on"-koordiniert enthalten, ähneln jenen der Metallcarbonyle (Koordinationschemie; CO und N2 sind isoster), die Koordination des Distickstoffliganden führt zu einer Schwächung der N-N-Bindung.

In der Natur spielen D. eine bedeutende Rolle, z. B. bei der Stickstoff-Fixierung durch die in Symbiose mit Leguminosen lebenden Knöllchenbakterien und andere Organismen. Die hierfür verantwortlichen Metalloenzyme, die Nitrogenasen, enthalten zwei verschiedene Proteine, von denen eines ein FeMo-, bzw. FeV- oder FeFe-Protein ist und der Bindung, Aktivierung und Reduktion des N2-Moleküls dient.

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


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