1,3‐Imidazol‐basierte mesoionische Carbene und anionische Dicarbene: Erweiterung der Grenzen klassischer N‐heterocyclischer Carbene

Abstract

Klassische N‐heterocyclische Carbene (NHCs) mit dem Carbenzentrum an der C2‐Position des 1,3‐Imidazolgerüsts (d.h. C2‐Carbene) sind als vielseitige neutrale Liganden sowohl in der Molekularforschung als auch in den Materialwissenschaften bekannt. Die Effizienz und der Erfolg der NHCs in verschiedenen Bereichen ist im Wesentlichen auf ihre überzeugenden stereoelektronischen Eigenschaften zurückzuführen, insbesondere auf die starke σ‐Donoreigenschaft. Die NHCs mit dem Carbenzentrum an der ungewöhnlichen C4‐ (oder C5‐) Position, die sogenannten abnormalen NHCs (aNHCs) oder mesoionischen Carbene (iMICs), sind jedoch deutlich stärkere σ‐Donatoren als C2‐Carbene. Deshalb haben iMICs ein erhebliches Potenzial als Liganden in der nachhaltigen Synthese und Katalyse. Das Haupthindernis auf diesem Weg ist die anspruchsvolle synthetische Zugänglichkeit zu iMICs. Das Ziel dieses Übersichtsartikels ist es, die aktuellen Fortschritte, insbesondere der Forschungsgruppe des Autors, im Hinblick auf den Zugang zu stabilen iMICs, die Quantifizierung ihrer Eigenschaften sowie die Erforschung ihrer Anwendungen in Synthese und Katalyse aufzuzeigen. Darüber hinaus werden die synthetische Eignung und die Verwendung vicinaler C4,C5‐anionische Dicarbene (ADCs), die ebenfalls auf einem 1,3‐Imidazolgerüst basieren, vorgestellt. Wie auf den folgenden Seiten deutlich wird, haben iMICs und ADCs das Potenzial, die Grenzen der klassischen NHCs zu erweitern, indem sie den Zugang zu konzeptionell neuartigen Hauptgruppenelement‐Heterocyclen, Radikalen, molekularen Katalysatoren, Ligandensätzen und mehr ermöglichen.