ISBN 978-3-8439-1087-3

978-3-8439-1087-3, Reihe Organische Chemie

Mario Stein
Katalytische Hydrierung und Hydroformylierung Heterogenisierung homogener Katalysatoren und Anwendung neuer Heterogenkatalysatoren

314 Seiten, Dissertation Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau (2013), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Hydrierung und Hydroformylierung gehören zu den wichtigsten katalytischen Reaktionen in der organischen Chemie. Mit dem Ziel der Ressourcenschonung sowie der atomökonomischen Synthese beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit drei wichtigen Themengebieten:

(1) Heterogenisierung homogener Hydroformylierungskatalysatoren

In der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. B. Breit wurden selbstassoziierende Liganden für die homogen katalysierte Hydroformylierung von Alkenen entwickelt. Für ein effektives Recycling sollten diese heterogenisiert werden. Dies erfolgte zum einen über die supramolekulare Anbindung an eine feste Phase und zum anderen über eine zweite, fluorige Flüssigphase. Es wurde gezeigt, dass eine Heterogenisierung möglich ist. Die erhaltenen Ergebnisse beim Recycling deuten allerdings auf eine unzureichende Langzeitstabilität der heterogenisierten Liganden hin.

(2) Hydrierung von Alkenen und Alkinen mit Graphen-geträgerten Metall-Nanopartikeln

Eisen-Nanopartikel, welche auf chemisch hergestelltem Graphen geträgert wurden, erwiesen sich als effektive Katalysatoren für die katalytische Hydrierung von Alkenen und Alkinen. Vor allem bei terminalen und zyklischen Alkenen wurden sehr gute Ergebnisse erzielt. Nach der Reaktion konnte der Katalysator sehr einfach durch magnetisches Dekantieren abgetrennt und ohne Aktivitätsverlust in einem zweiten Reaktionszyklus eingesetzt werden.

(3) Katalytische Hydrierung von Carbonsäureamiden

Die Hydrierung von Amiden zu Aminen stellt bis dato immer noch eine Herausforderung dar. Auf der Suche nach einem Katalysator zur Hydrierung dieser Verbindungen unter milden Reaktionsbedingungen wurden bimetallische Partikel aus Rhenium und Platin oder Palladium auf einem graphitischen Träger gefunden. Mit diesen Katalysatoren Amine unter den mildesten bisher bekannten Bedingungen aus den entsprechenden Carbonsäureamiden durch Reaktion mit Wasserstoff gewonnen. Die Generalität dieser Reaktion wurde durch die Hydrierung zahlreicher Substrate demonstriert. Ein Protokoll für besonders schwer zu hydrierende Amide wurde ebenfalls erarbeitet. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass sich die Katalysatoren auch für die Hydrierung von Carbonsäuren eignen.