Darstellung und Charakterisierung von fluorierten MOFs der zweiwertigen Lanthanoide und Erdalkalimetalle
Daniel Smets
Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung fluorierter Koordinationspolymere (KPs) und Metall-organischer Gerüststrukturen (MOFs) der divalenten Lanthanoide (Eu, Yb und Sm) sowie der Erdalkalimetalle (Ca, Sr und Ba).
Als organische Linker wurden verschiedene Fluorierungsgrade der Trimesinsäure verwendet.
Vorarbeiten beschrieben die mit steigender Fluorierung beeinflussten Torsionswinkel der Carbonsäure- bzw. Carboxylatfunktionen als bestimmenden Faktor für die Strukturbildung von verschiedenen fluorierten KPs und MOFs. Zur kritischen Beleuchtung dieses Postulates wurde die strukturelle Veränderung durch Fluorierung an ausgewählten Systemen untersucht. Dabei wurde neben der Analyse von Einkristallstrukturen auch der Einfluss der Fluorierung auf die thermische Stabilität und Lösungsmittelabgabe betrachtet. Für den Vergleich konnten der Reihe der fluorierten sowie unfluorierten, bereits literaturbekannten, wasserhaltigen MOFs der drei Erdalkalimetallkationen bis auf die perfluorierte Barium-Verbindung alle Fluorierungstufen hinzugefügt und isotype Verbindungen bestimmt werden. Während dieser Synthesen wurden ebenfalls neuartige bimetallische Verbindungen mit Kalium- und Strontiumkationen als Knoten in der di- und perfluorierten Stufe dargestellt. Als Besonderheit konnte ein wasserhaltiges, divalentes MOF mit Eu2+ als metallischem Knoten und dessen isotype Strontium-Variante synthetisiert werden. Ebenfalls wurden zwei verschiedene, fluorierte, isostruktruelle MOFs mit trivalentem Europium dargestellt und der Einfluss der Fluorierung auf Emission, Quantenausbeute sowie Sorption untersucht. Schließlich wurden die fluorierten Trimesinsäuren durch Metathesereaktionen mit organischen Kationen von Kalium befreit, deprotoniert und dadurch ihre Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln erhöht. Ihre Eignung zur Synthese unter inerten Bedingungen wurde durch Umsetzungen mit den oxidationsempfindlichen Kationen Yb2+ und Sm2+ getestet.
