Koordinationschemische Katalyse
Prof. Uwe Rosenthal
In vier Themen werden koordinationschemische Aspekte der homogenen Katalyse von Übergangsmetallkomplexen (vorzugsweise von Ti, Zr, Hf, Cr, Co, Ru, Pd) mit dem Ziel von Anwendungen in der chemischen Industrie, ausgehend vom molekularen Modell über Reaktionsoptimierungen bis hin zur möglichst selektiven Bildung von Produkten in technischen Prozessen, bearbeitet.
„Katalysen früher Übergangsmetalle“ werden untersucht, um komplexchemische und katalyserelevante Kenntnisse sowohl zur Optimierung bekannter als auch zur Auffindung neuartiger Katalysen zu erarbeiten. Mit Metallocen-Komplexen wurde ein breites Spektrum von stöchiometrischen und katalytischen Reaktionen mit funktionellen Gruppen diverser Substrate möglich, um ungewöhnliche Metallacyclen von Ti, Zr und Hf, Polymerisationen von Olefinen, Ringöffnungspolymerisationen, Hydrodehalogenierungen, Aktivierungen von C-C-, C-H und C-F-Bindungen etc. zu realisieren.
„Cycloadditionen“ werden in Form von übergangsmetall-/photokatalysierten [2+2+2]-Cycloadditionen von Nitrilen und Alkinen zu ungewöhnlich substituierten Pyridinen mit zentraler oder axialer Chiralität sowie von derivatisierten Alkinen zu chiralen Diphenylliganden genutzt. Darüber hinaus sind solche katalytichen Reaktionen bedeutsam sowie für die Synthese von potentiellen Pharma-Wirkstoffen wie auch von Vitamin B6-Derivaten. Hydroheterofunktionalisierungen von Acetylen werden ebenfalls untersucht.
„Oligomerisierungen“ von Ethylen als hochselektive Prozesse zu linearen alpha-Olefinen wurden mit Metallacyclen verschiedener Metalle und innovativen Liganden erreicht. Ein neues Katalysatorsystem dafür ist derzeit zur Testung in einer Pilotanlage und verfahrenstechnische Verbesserungen des SABLIN®-Verfahrens werden in einer Anlage in Al Jubail (Saudi Arabien) mit 120.000 Tonnen/Jahr genutzt.
„Koordinationschemische Wasserspaltung“ befasst sich mit der Suche nach neuen aktiven Systemen für die photokatalytische Wasserspaltung. Darüber hinaus werden für ein besseres Verständnis des Katalysezyklus die einzelnen Elementarreaktionen der Wasserspaltung durch Modellreaktionen untersucht. Möglichkeiten zur Wasserstoffspeicherung werden ebenfalls bearbeitet.
Katalyse früher Übergangsmetalle (Dr. Perdita Arndt)
- Exotische Fünfringmetallacyclen von Titan und Zirconium
- Ungewöhnliche Spaltung von C-F-Bindungen
- Katalytische Hydrodefluorierung
- Polymerisations- und Oligomerisationskatalyse für Olefine
Cycloadditionen (Dr. Marko Hapke)
- Axialchirale Biaryle
- Potentielle Wirkstoffe und Vitaminforschung
- Katalytische Reaktionen von Acetylenen
- Hydroheterofunktionalisierungen
- Photokatalyse
Oligomerisierungen (Dr. Bernd Müller)
- Selektivoligomerisierung von Ethylen
- Innovative Ligand- und Komplexsynthesen
- Prozessbegleitende Industriekooperationen
Koordinationschemische Wasserspaltung (Dr. Torsten Beweries)
- Untersuchung der metallorganischen Elementarschritte der Wasserspaltung
- Synthese neuer Photokatalysatoren
- Untersuchung von Möglichkeiten zur Wasserstoffspeicherung
U. Rosenthal, V. V. Burlakov, M. A. Bach, T. Beweries, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 719.
T. Beweries, C. Fischer, S. Peitz, V. V. Burlakov, P. Arndt, W. Baumann, A. Spannenberg, D. Heller, U. Rosenthal, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4463.
M. Lamac, A. Spannenberg, W. Baumann, H. Jiao, C. Fischer, S. Hansen, P. Arndt, U. Rosenthal, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 , 4369.
M. Lamac, A. Spannenberg, H. Jiao, S. Hansen, W. Baumann, P. Arndt, U. Rosenthal, Angew. Chem. 2010, 122, 2999; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2937.
