ISBN 978-3-8439-1745-2

978-3-8439-1745-2, Reihe Technische Chemie

Nils Rentmeister
Linearoligomerisierungen von Isobuten mit homogenen Übergangsmetall-Katalysatoren

163 Seiten, Dissertation Technische Universität Dortmund (2014), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Atomökonomische Oligomerisierungsreaktionen kurzkettiger Alkene sind in der petrochemischen Industrie von großer Bedeutung. Obwohl verschiedene Verfahren technisch etabliert sind, wird in vielen Fällen eine verbesserte Steuerung der Produktselektivität angestrebt, um spezielle Eigenschaften, eine höhere Wertschöpfung oder flexiblere Kapazitäten zu erreichen. Bis dato sind unterschiedlichste Oligomerisierungs-Katalysatoren für die Umsetzung von 1-Alkenen bekannt, allerdings ermöglichen nur wenige Systeme eine selektive Linearoligomerisierung von höheren Alkenen als Ethen.

Das in dieser Arbeit untersuchte Isobuten unterscheidet sich in seinen strukturellen und elektronischen Eigenschaften grundlegend von linearen aliphatischen 1-Alkenen und wird aufgrund seiner hohen Carbokationen-Reaktivität industriell zu hoch verzweigten Produkten wie beispielsweise Isoocten, Polyisobuten oder Butylkautschuk verarbeitet. Im Gegensatz dazu wird im Rahmen dieser Arbeit eine atomökonomische Linearoligomerisierung von Isobuten vorgestellt, die zu aussichtreichen Precursoren für die Darstellung von Weichmacheralkoholen führt.

Eine selektive Linearoligomerisierung von Isobuten kann mit verschiedenen Nickel Acetylacetonat Katalysatoren verwirklicht werden. Isobuten-Dimere werden mit einer Selektivität von bis zu 95% hergestellt, wobei die Selektivität für die Bildung linear verknüpfter Isobuten-Dimere (2,5-Dimethylhexene) innerhalb der Dimerfraktion mit bis zu 99% bemerkenswert hoch liegt. Als Nebenprodukte werden neuartige linearverknüpfte Isobuten-Trimere (2,5,8-Trimethylnonene) gebildet, die als Vorstufen für die Darstellung von Schmierstoffen geeignet sind. Weiterhin werden neue Reaktionswege durch Codimerisierungsreaktionen von Isobuten mit verschiedenen 1 Alkenen erschlossen. Codimere entstehen dabei in Selektivitäten von bis zu 65%, während Homo-Dimere der einzelnen Substrate als Nebenprodukte erhalten werden. Auch hier werden Produkt-Linearitäten von bis zu 99% erreicht. Neben der Entwicklung neuer Reaktionspfade werden die Deaktivierungsprozesse der eingesetzten Katalysatoren näher untersucht und Wege für eine Reaktivierung und ein Recycling aufgezeigt.