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Abstract (German)

Experimentelle Arbeiten zu den „protonierten“ closo-Boraten [BₙHn+1]⁻ mit n = 6 - 12 sind im Gegensatz zu den gut untersuchten „klassischen“ closo-Boraten [BₙHₙ]2- (n = 6, 8 - 12) relativ selten publiziert worden. So konnten bisher nur die Kristallstrukturen von [B₆H₇]⁻ und [B10H11]⁻ gelöst werden. Im Rahmen dieser Dissertation wurde neben einer Optimierung der Synthese die erste kristallographische Untersuchung von [B₇H₇]2- durchgeführt. Des Weiteren konnten auch die „protonierten“ Formen [B₇H₈]⁻ und [B₈H₉]⁻ synthetisiert werden. Diese wurden durch kristallographische Untersuchungen vollständig charakterisiert, und das dynamische Verhalten der „protonierten“ Borate wurde durch NMR-spektroskopische Messungen und den Vergleich zu theoretischen Arbeiten geklärt.

Reaktionen von weiteren closo-Boraten [BₙHₙ]2- (n = 6, 9, 11) mit verschiedenen Reagenzien führten zu unbekannten Derivaten der genannten Borate. Durch Insertion des Dichlorcarbens in das [B₆H₆]2--Borat konnte eine erste einfache Synthese für Derivate des Monocarborats mit einer {CB₆}-Grundstruktur gefunden werden. Darüber hinaus ist es gelungen, [B₉H₉]2- mit HCl (g) zu [arachno-B₉H12-4,8-Cl₂]- und [B11H11]2- mit einer wässrigen KCN-Lösung zu [7-NC-nido-B11H12]2- zu öffnen.

Das erste flächenverknüpfte diikosaedrische Borat [B21H18]⁻ wurde erstmals 2007 an der Bergischen Universität Wuppertal synthetisiert. Während der Arbeit konnten erste halogenierte Derivate des Monoanions erhalten werden. Insbesondere die fluorierten Verbindungen [B21H18-xFₓ]⁻ (x = 1 - 3) wurden intensiv untersucht und sowohl Strukturanalysen durch Röntgenbeugung als auch NMR-spektroskopische Methoden führten zu einer vollständigen Charakterisierung. Vor allem Maldi-MS-Untersuchungen erlaubten eine schnelle und einfache Charakterisierung von weiteren halogenierten Derivaten [Rₓ-B21H18-x]⁻ (R = Cl, Br, I).

Abstract (English)

Experimental work of the “protonated” closo-borates [BₙHn+1]⁻ with n = 6 - 12 is only rarely published. In contrast to that, the “classical” closo-borates [BₙHₙ]2- (n = 6, 8 - 12) were studied in detail. Only the crystal structures of [B₆H₇]⁻ and [B10H11]⁻ were investigated. As part of this PhD thesis the synthesis of [B₇H₇]2- was optimized and the structure was determined by single-crystal X-ray diffraction. Furthermore the “protonated” borates [B₇H₈]⁻ and [B₈H₉]⁻ were synthesized and also characterized by single-crystal X-ray diffraction. The dynamic behavior in solution was investigated by NMR-spectroscopy and this behavior was clarified by comparing with theoretical calculations.

Reactions of other closo-borates [BₙHₙ]2- (n = 6, 9, 11) with different reagents resulted in unknown derivatives. Dichlorocarbene subsequently inserts into the [B₆H₆]-closo-cluster to result in a first straightforward synthesis for{CB₆}-closo-Clusters in two derivatives. Also it was possible to open [B₉H₉]2- with HCl (g) to [arachno-B₉H12-4,8-Cl₂]- and [B11H11]2- with a KCN-solution to [7-NC-nido-B11H12]2-.

The first face-fused diicosahedral borate ion [B21H18]⁻ was synthesized 2007 at the Bergische Universität Wuppertal. During the work first halogenated derivatives were prepared. In particular the fluorinated compounds [B21H18-xFₓ]⁻ (x = 1 - 3) were investigated and characterized by single-crystal X-ray diffraction as well as by NMR- spectroscopical methods. Especially Maldi-MS analysis led to a fast and simple characterization of other derivatives [B21H18-xRₓ]⁻ (R = Cl, Br, I).

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