ISBN 978-3-8439-4144-0

978-3-8439-4144-0, Reihe Organische Chemie

Nils Knop
Zur aeroben Epoxidierung von Alkenen in der Photo- und Durchflusschemie

115 Seiten, Dissertation Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (2019), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In der vorliegenden Dissertation wurden verschiedene Methoden zur aeroben Epoxidierung von Alkenen entwickelt. Eine Realisierung dessen erfolgte zunächst mittels übergangsmetallbasierter Photoredoxkatalyse via Aktivierung von molekularem Sauerstoff unter Einstrahlung von sichtbarem Licht. Die dabei gebildeten hochreaktiven Sauerstoffspezies reagierten mit Elektrophilen zu Peroxyradikalen, welche sich als reaktive Epoxidierungsreagenzien darstellten. Nähere Untersuchungen dieses Reaktionssystems lassen auf einen radikalischen Mechanismus schließen. Mit dieser Methode konnte eine breite Auswahl verschiedener Substrate, einschließlich Chalcon, Stilben und verschiedene seiner Derivate, Limonen und Styrol in teilweise hohen Ausbeuten epoxidiert werden. Die entwickelte Methode konnte anschließend auf Eosin Y und ein damit organisches Photokatalysatorsystem ausgeweitet werden, was jedoch hinsichtlich des Substratbereiches einige Limitierungen mit sich brachte. Zuletzt stellte sich auch ein metallfreies, polymerbasiertes Katalysatorsystem als für diesen Reaktionstyp geeignet dar.

In weiteren Untersuchungen wurde nun versucht, das in der, zuvor beschriebenen, radikalischen Epoxidierung reaktive Intermediat auf alternativen Reaktionspfaden darzustellen, wobei sich ein System aus Aldehyden und molekularem Sauerstoff unter erhöhter Reaktionstemperatur als geeignet herausstellte. Anschließend wurde eine hierauf basierende Durchflussepoxidierung zur kontinuierlichen Umsetzung von Alkenen zu den entsprechenden Epoxiden entwickelt. Hinsichtlich ihrer Effizienz, ihrer Kontrollierbarkeit, sowie ihres sicherheitstechnischen und ökonomischen Profils ist die hier dargestellte Methode zahlreichen Reaktionen in Hochdruckautoklaven oder Glasapparaturen durchaus überlegen.