@PhdThesis{macau_mods_00001275, author = {Jurgeleit, Ramona Emma}, title = {Synthese und Charakterisierung von Modellsystemen der partikul{\"a}ren Methanmonooxygenase basierend auf multidentaten N-Donorliganden}, year = {2021}, publisher = {Christian-Albrechts-Universit{\"a}t zu Kiel}, address = {Kiel}, keywords = {niedermolekulare Modellsysteme; partikul{\"a}re Methanmonooxygenase; Cu2O-Strukturmotiv; Oxygenierung von Kohlenwasserstoffen; dinuclear model complexes; particulate methane monooxygenase; mono-{\textmu}-oxo dicopper(II) motif; monooxygenation of hydrocarbons}, abstract = {Methan -- der inerteste aller Kohlenwasserstoffe -- ist das zweith{\"a}ufigste anthropogene Treibhausgas und in seiner Wirkung um ein Vielfaches potenter als CO2. Die gezielte Oxidation von Methan zu Methanol unter ambienten Bedingungen w{\"a}re eine bevorzugte Strategie zur Minderung der Emissionen, stellt aber zugleich eine der gro{\ss}en Herausforderungen in der Chemie dar. Im Gegensatz zur industriellen Darstellung von Methanol aus Methan, die hohe Temperaturen und Dr{\"u}cke ben{\"o}tigt, bef{\"a}higt das Enzym Methanmonooxygenase (MMO) methanotrophen Bakterien dazu, diese Umwandlung effizient bei Umgebungsbedingungen zu katalysieren. Die kupferhaltige, partikul{\"a}re MMO (pMMO) stellt die h{\"a}ufigste Form des Enzyms dar. Die Nuklearit{\"a}t des aktiven Zentrums und der Mechanismus werden allerdings noch kontrovers diskutiert. Das Cu2O-Strukturmotiv im kupferhaltigen Zeolith Cu-ZSM-5, der ein funktionelles, anorganisches Modellsystem der pMMO darstellt, ist in den letzten Jahren in den Fokus der Modellchemie ger{\"u}ckt. Basierend auf diesem sollten im Rahmen der vorliegenden Doktorarbeit dinukleare Modellsysteme diverser multidentater N-Donorliganden entwickelt und synthetisiert werden, die nach Aktivierung mit O2, N2O oder durch die Verwendung von Iodosobenzol zur Ausbildung einer Mono-$\mu$-oxo-dikupfer(II)-Einheit in der Lage sind. Zu diesem Zweck wurden unterschiedliche Konzepte verfolgt, die auf verschiedenen zentralen Heterozyklen basieren. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden Pyrazol- und Triazol-basierte Modellsysteme, die sich durch monoanionische Liganden auszeichnen, konzipiert. Neben theoretischen Studien lag der Fokus hierbei auf der Entwicklung synthetischer Strategien, um diverse Liganden mit zentraler f{\"u}nfgliedriger Heterozyklus-Einheit zug{\"a}nglich zu machen. Im Mittelpunkt des zweiten Teils standen die theoretischen und synthetischen Studien sowie die Charakterisierung der Modellsysteme mit einer zentralen Pyridazin- und Phthalazin-Einheit. Drei verschiedene Ans{\"a}tze wurden hierbei verfolgt. Neben der Entwicklung von hexadentaten Bis-Pincerliganden, deren dinukleare Kupferkomplexe die Oxidationsstufe +2 favorisieren und damit zu stabileren Cu2O-Spezies f{\"u}hren sollten, wurden auch oktadentate Liganden konzipiert, deren Flexibilit{\"a}t den Zugang zu unterschiedlichen Kupfer-Sauerstoff-Intermediaten erm{\"o}glichen sollte. Durch die starren, hexadentaten Liganden im letzten Teil dieser Arbeit, deren Modellsysteme {\"a}hnlich dem Prinzip des Entatischen Zustands weder Cu+ noch Cu2+ pr{\"a}ferieren, sollten nicht nur die entsprechenden Cu2O-Komplexe zug{\"a}nglich gemacht werden, sondern auch der Mechanismus der O-O-Bindungsspaltung untersucht und ein erster spektroskopischer Fingerabdruck dieser Spezies erhalten werden. Zudem sollte durch die Entwicklung und Durchf{\"u}hrung von Reaktivit{\"a}tsstudien die F{\"a}higkeit der Cu2O-Spezies zur Oxygenierung von Kohlenwasserstoffen demonstriert werden. Durch die erhaltenen Erkenntnisse konnte ein 100 {\%}-atom{\"o}konomisches Szenario f{\"u}r die Monooxygenierung von organischen Substraten ausgehend von gasf{\"o}rmigem O2 etabliert werden.}, url = {https://macau.uni-kiel.de/receive/macau_mods_00001275}, file = {:https://macau.uni-kiel.de/servlets/MCRFileNodeServlet/macau_derivate_00002325/Ramona_Jurgeleit_Dissertation_Volltext.pdf:PDF}, language = {de} }