Synthesekonzept zur Darstellung metalloider Cluster am Beispiel von Germanium(I)halogeniden

Die bisher fruchtbarste Methode zur Synthese metalloider Germaniumcluster (allgemeine Formel: Ge_nR_m mit n > m) nutzt die Disproportionierungsreaktion von Germanium(I)halogeniden. Der schematische Verlauf dieser Synthesestrategie ist in der folgenden Abbildung zusammengefasst.

Bei dieser Synthesestrategie laufen zwei unterschiedliche Reaktionen parallel ab: Dabei führt die Disproportionierungsreaktion von Ge(I)X (X = Halogenid) sowohl zu elementarem Germanium als auch zu Verbindungen höherer Oxidationsstufen. Parallel dazu werden die Halogenatome in einer Metathesereaktion durch sterisch anspruchsvolle Liganden substituiert. Die auf dem Weg zum elementaren Germanium auftretenden metalloiden Cluster werden demnach durch Zugabe von beispielsweise Metallorganylen (MR, z.B. LiSi(SiMe₃)₃) kinetisch stabilisiert und können anschließend isoliert werden.

Damit diese Synthesestrategie zum Erfolg führt, müssen Disproportionierungsreaktion und Substitution der Halogenatome im gleichen Temperaturbereich ablaufen, da ansonsten keine Intermediate abgefangen werden können. Es ist also essentiell, dass die zugegebenen Reaktanden eine ausreichende Reaktivität zur Substitution der Halogenatome aufweisen.