Makromoleküle mit Bipyridin- und Terpyridinkomplexen als Verknüpfungsstellen: erste Schritte auf dem Weg zu metallo-supramolekularen Polymeren

Die Fähigkeit von Stickstoffheterocyclen, Übergangsmetallionen wie Cobalt(II), Kupfer(II), Nickel(II) und Ruthenium(ii) außerordentlich effektiv und stabil zu komplexieren, wird schon seit langem in der Analytischen Chemie angewendet. In der Supramolekularen Chemie nutzte man später diese Eigenschaft zum Aufbau anspruchsvoller Strukturen wie Helicate, Leitern oder Gitter. Die Entdeckung der Makromoleküle durch Staudinger eröffnete bereits 1922 den Zugang zu einer Materialklasse mit bis dahin völlig unbekannten Eigenschaften. Erst in den letzten Jahrzehnten jedoch wurde versucht, die Makromolekulare und Supramolekulare Chemie durch die Entwicklung von metallkomplexierenden und metallhaltigen Polymeren mit Anwendungen von der Filtration bis zur Katalyse zu vereinen. Die entscheidende Anforderung an Materialien für solche Anwendungen ist die Stabilität der Polymer-Metallkomplexe. Besonders vielversprechend ist die Verwendung der mehrzähnigen Bipyridin- und Terpyridin-Chelatliganden, die sehr stabile Übergangsmetallkomplexe mit beeindruckenden physikalischen Eigenschaften bilden. Ein breites Spektrum an Strukturen ist für eine ebenso umfangreiche Zahl von Anwendungen entwickelt worden. Die Synthese von Polymeren auf Basis koordinativer Wechselwirkungen wurde dagegen bis vor wenigen Jahren nur in sehr wenigen Fällen realisiert und führte darüber hinaus häufig zu geringen Ausbeuten. In den vergangenen Jahren jedoch erlebte die Forschung zu selbstorganisierten und supramolekularen Polymeren als neue, „intelligente“ Materialien mit einstellbaren Eigenschaften einen Höhenflug. In diesem Aufsatz geben wir einen Überblick über dieses Gebiet an der Schnittstelle von Supramolekularer und Makromolekularer Chemie.