Mechanismen der homogenen Katalyse

Dr. Hans-Joachim Drexler

Arbeitsschwerpunkte der Gruppe sind seit vielen Jahren Untersuchungen zur Aktivierung und Desaktivierung von Katalysatoren und deren Einfluss auf den Mechanismus von homogen katalysierten Reaktionen. Gewonnene Erkenntnisse führen dazu, dass die untersuchten Reaktionen effizienter und damit nachhaltiger ablaufen können. Neben der Grundlagenforschung speziell im Bereich der selektiven Hydrierungen wurden und werden in Kooperation mit Partnern aus Forschung und Industrie eine Vielzahl von Reaktionen auf ihr Optimierungspotential untersucht. Die Untersuchungen werden zumeist als Kombination von kinetischen Messungen (in situ operando NMR- und UV/Vis-Spektroskopie sowie der von uns entwickelten Methode der Online-Registrierung von Gasverbräuchen unter isobaren Bedingungen1) und koordinationschemischen Untersuchungen (NMR, UV-Vis, Röntgenkristallografie) durchgeführt.

Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten im Bereich der Grundlagenforschung sind Untersuchungen zur Komplexchemie von Rhodium-Bis(phosphan)-Komplexen in homogenen Katalysen. Als Beispiele sind hier die Aktivierung von Ammoniak mit Komplexen des Typs [Rh(PP)(µ2-OMe)]2 (PP z. B. DIOP), die Hydrierung prochiraler Olefine, z.B. mit dem Amminkomplex [Rh(binap)(NH3)2]2, Cyclisierungsreaktionen3, sowie Untersuchungen zur Katalysatordesaktivierung in der propargylischen C-H-Aktivierung zu nennen. Letztere Arbeiten werden im Rahmen eines DFG-Projekts in Kooperation mit der Gruppe Breit (Freiburg) durchgeführt.4

In Kooperation mit der Industrie (z.B. Hansen & Rosenthal, DSM) werden neben der Hydrierung auch Systeme zum Ersatz toxischer Lösungsmittel, z.B. bei der Extraktion untersucht. Hier gelang kürzlich die Überführung eines Verfahrens in den Pilotmaßstab.

In der Gruppe stehen u. a. Standard-Apparaturen zum Arbeiten unter Schutzgas (Hochvakuum-Schlenklinien, vier Gloveboxen), elektrochemisches Equipment, automatische volumetrische Messstände zur Messung von Gasverbräuchen und Gasentwicklungen, die auch unter photochemischen Bedingungen betrieben werden können, Autoklaventechnik, sowie Gaschromatographie,31P-Benchtop-NMR-Spektroskopie, Massenspektrometrie und UV-Vis-Spektroskopie zur Verfügung.

Studierende mit Interesse an metallorganischer Synthesechemie, Ligandendesign und der Anwendung in der homogenen Katalyse sind herzlich Willkommen die Gruppe im Rahmen von Praktika, Bachelor- und Masterarbeiten oder Promotionsvorhaben zu verstärken.

Bitte senden Sie bei Interesse eine E-Mail an hans-joachim.drexler{at}catalysis.de oder torsten.beweries{at}catalysis.de.

Literatur

[1] D. Heller, A. H. M. de Vries, J. G. de Vries, in „Handbook of Homogeneous Hydrogenation“ ed. by . H. G. deVries and C. Elsevier, chapter 10, 257-293, 2007.
[2] M. Horstmann, H. J. Drexler, N. Jannsen, W. Baumann, D. Heller, J. Organomet. Chem. 2020, 922, 121342.
[3] I. Thiel, M. Horstmann, P. Jungk, S. Keller, F. Fischer, H.-J. Drexler, D. Heller, M. Hapke, Chem. Eur. J. 2017, 23, 17048-17057.
[4] S. Möller, N. Jannsen, J. Rüger, H.-J. Drexler, M. Horstmann, F. Bauer, B. Breit, D. Heller, Chem. Eur. J. 2021, 27, 14034-14041.