Hydrierungen und Hydroformylierungen

Prof. Armin Börner

Homogen katalysierte Hydrierungen und Hydroformylierungen spielen eine wichtige Rolle bei vielen Synthesen in der Chemischen und Pharmazeutischen Chemie, sowie bei der Herstellung von Geruchsstoffen und Agrochemikalien. Insbesondere die Hydrierung kann als eine der am weitesten verbreiteten chemischen Transformationen zur Herstellung von Alkanen, Alkoholen und Aminen aus unterschiedlichsten Ausgangsprodukten angesehen werden. Die Hydroformylierung ist eine wichtige Reaktion zur Umwandlung von Alkenen in Aldehyde, wobei letztere wiederum wichtige Edukte für weiterführende Transformationen (z. B. zu Alkoholen, Carbonsäuren, Aminen usw.) sind. Ein besonderer Vorteil homogener Reaktionsführung ergibt sich aus dem hohen Potential zur Steuerung von Chemo-, Regio- und Stereoselektivität der chemischen Umsetzung. Die Herstellung von enantiomerenreinen Produkten durch asymmetrische Hydrierung stellt einen besonderen Schwerpunkt des Bereiches dar.  

Im Bereich existiert eine über 20 jährige Expertise auf beiden Gebieten. Dabei werden alle Aspekte moderner Katalyseforschung berücksichtigt, wie z. B. Synthese von Substraten und chiralen Liganden, Synthese und vollständige Charakterisierung, wie z. B. 103Rh-NMR und in situ HP-NMR Spektroskopie, in situ HP-IR-Spektroskopie, in situ UV/Vis-Spektroskopie von Präkatalysatoren und Katalysatoren, Stabilitätsuntersuchungen von Liganden und Komplexen, DFT-Rechnungen und kinetische Untersuchungen. Es stehen für die Reaktionen unter Normal- und erhöhtem Druck (bis 200 bar) Autoklaven unterschiedlichem Volumens, einschließlich Parallelreaktoren zur Verfügung. Ein Up-scaling bis zu 3000 l ist in Kooperation mit einem ständigen Industriepartner möglich. Totalsynthesen, z. B. im Rahmen von Patentumgehungsverfahren, von bis zu 20 Reaktionsstufen unter Einbeziehung von Hydrier- bzw. Hydroformylierungsschritten werden ebenfalls durchgeführt. Seit einiger Zeit werden auch heterogen katalysierte Katalysen untersucht.

In enger Zusammenarbeit mit der Industrie entwickeln wir anwendungsfähige Detaillösungen, die auf die Katalysatorsubstitution oder die Verfahrensneuentwicklung abzielen. Zu unseren Kooperationspartnern gehörten bzw. zählen weiterhin: BASF (Ludwigshafen), Bayer Healthcare (Wuppertal), Boehringer-Ingelheim, ChiroBlock (Wolfen), Degussa Homogeneous Catalysts (Hanau), DSM (Basel), Esteve (Barcelona), Grünenthal (Aachen), Hansen & Rosenthal (Hamburg), Miltitz-Aromen (Leipzig), Miltitz Aromatics (Bitterfeld), Mitsubishi Gas Chemicals (Düsseldorf), Mitsubishi Gas Chemicals (Tokyo), Hüls AG/Oxeno C4-Chemie/Evonik Industries (Advanced Intermediates), ratiopharm (Ulm/Basel), Taminco (Gent), Solvias (Basel) and Uhde/ThyssenKrupp (Leuna).

Der Forschungsbereich gliedert sich in die Themenfelder: