A one-pot synthesis of the Lewis acid Al(OTeF5)3 and the Brønsted acid [ArH][Al(OTeF5)4] (Ar = 1,2-difluorobenzene) is described and their properties in terms of acidity strength are analyzed. As a result, both compounds meet the requirements for the classification as superacids. Further work focuses on the utilization of [ArH][Al(OTeF5)4] and the corresponding weakly coordinating anion (WCA) [Al(OTeF5)4]−. Due to the non-oxidizing behavior of [ArH][Al(OTeF5)4] the protonation of white phosphorus succeeded. For the first time, the structure of the [P4H]+ cation in solution is experimentally clarified, confirming the predicted insertion of the proton into an edge of the P4 tetrahedron. Furthermore, the protonation of other arenes than 1,2-difluorobenzene with higher basicity than that is demonstrated and structurally proved by low-temperature single-crystal x-ray diffraction. The arenium ions are best described as cationic 1,4-cyclohexadienyl derivatives. The stabilization of these reactive cations is achieved by the simultaneous formation of the chemically robust and weakly coordinating anion [Al(OTeF5)4]−. For a more universal utilization of this WCA useful starting materials such as the alkali metal, silver, trityl or nitrosonium salts are prepared. Inspired by the interesting results of this aluminum-based pentafluoroorthotellurate chemistry the gallium analogs should also be synthesized. By a modified route salts of the anion [Ga(OTeF5)4]− are finally obtained. Attempts to obtain the gallium analogs of the above mentioned Lewis and Brønsted acids lead to the oxygen-bridged species Ga2(Et)3(OTeF5)3. This reactive dimer was used to form salts of the heteroleptic anion [Ga(Et)(OTeF5)3]−.
Es wird die Eintopfreaktion zur Synthese der Lewis-Säure Al(OTeF5)3 und der Brønsted- Säure [ArH][Al(OTeF5)4] (Ar = 1,2-Difluorbenzol) beschrieben. Zusätzlich werden deren Eigenschaften bezüglich ihrer Säurestärke untersucht, woraufhin beide Verbindungen als Supersäuren eingestuft werden können. Die darauffolgende Arbeit beschäftigt sich hauptsächlich mit der Nutzung von [ArH][Al(OTeF5)4] und dem korrespondierenden schwach koordinierenden Anion [Al(OTeF5)4]−. Aufgrund der nicht-oxidierenden Eigenschaften von [ArH][Al(OTeF5)4] ist es gelungen weißen Phosphor zu protonieren. Erstmalig wird die Struktur des [P4H]+-Kations in Lösung untersucht, wobei die erwartete Insertion des Protons in eine Kante des P4-Tetraeders bestätigt wird. Außerdem sind weitere Arene höherer Basizität mithilfe der Brønsted-Säure [ArH][Al(OTeF5)4] protoniert und strukturell mittels Tieftemperatur-Einkristallröntgenbeugung analysiert worden. Die erhaltenen Areniumionen können am besten als kationische 1,4-Cyclohexadienylderivate beschrieben werden. Die Stabilität solcher reaktiver Kationen wird durch die gleichzeitige Bildung des chemisch robusten und schwach koordinierenden Anions [Al(OTeF5)4]− ermöglicht. Zur universellen Verwendung dieses Anions sind nützliche Ausgangsverbindungen wie die Alkalimetallsalze, das Silber-, Trityl- oder Nitrosylsalz hergestellt worden. Inspiriert von den vielversprechenden Ergebnissen dieser aluminiumbasierten Pentafluoroorthotelluraten sollten auch die Galliumanaloga synthetisiert werden. Salze des [Ga(OTeF5)4]−-Anions sind über eine modifizierte Syntheseroute erhalten worden. Versuche zur Herstellung der analogen Lewis- und Brønsted-Säure führen allerdings zur sauerstoffverbrückten Spezies Ga2(Et)3(OTeF5)3. Dieses reaktive Dimer wird im Folgenden für die Bildung von Salzen des heteroleptischen [Ga(Et)(OTeF5)3]−-Anions genutzt.
