Neue Oxidationskatalysatoren mit mesoionischen Carbenen als potentiell kooperierenden Liganden

• Antragstellerin: Dr. Monika Lindner
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 202054744

Mit diesem Forschungsprojekt möchte ich neue Methoden zur milden Oxidation von organischen Verbindungen wie Alkoholen und Alkanen, insbesondere von C H- und C O Bindungen, entwickeln. Zu diesem Zweck sollen neue Katalysatorsysteme synthetisiert werden, die redoxaktive Ruthenium-, Iridium- und Rhodiumzentren mit neuen N heterocyclischen Carbenliganden enthalten. Diese sogenannten „abnormalen“ Carbene weisen einzigartige Bindungseigenschaften aufgrund eines ausgeprägten mesoionischen Charakters auf, d. h. sie vereinen im gleichen Heterocyclus positive und negative Partialladungen. Dieser mesoionische Charakter ermöglicht es dem Liganden, auf den elektronischen Bedarf des Metallzentrums zu reagieren - wichtig für die Oxidationskatalyse. Die neuen Verbindungen sollen auf eine mögliche kooperative Teilnahme des Liganden an der katalysierten Reaktion hin untersucht werden. Bei dieser sogenannten bifunktionalen Katalyse wirken die Liganden kooperativ mit dem Metallzentrum zusammen, um die Reaktion zu ermöglichen. Hierzu sind mechanistische Untersuchungen geplant. Die Rutheniumkomplexe sollen auf ihre katalytische Aktivität für die Oxidation von Alkoholen hin untersucht werden, die Iridium- und Rhodiumkomplexe als Katalysatoren für die Funktionalisierung von Alkanen. Vorangegangene Arbeiten in der Gruppe von Professor Albrecht haben gezeigt, dass Komplexe, die abnormale Carbene als eine Klasse von mesoionischen Liganden enthalten, sich durch bemerkenswerte Eigenschaften auszeichnen. Sie sind besonders leistungsstark in der Oxidationskatalyse und ermöglichen zum Beispiel die Oxidation von Wasser zu Sauerstoff. Katalytische Methoden für die Oxidation von Alkoholen und Kohlenwasserstoffen unter milden Bedingungen sind von großer Bedeutung sowohl für die pharmazeutische Industrie als auch für eine bessere Ausnutzung fossiler Energieträger (Energiegewinnung) hinsichtlich höherer (Atom-)Effizienz und geringerer Abfallerzeugung durch eine verbesserte Nutzung aktueller Ressourcen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Irland
• Gastgeber: Professor Dr. Martin Albrecht