C - Konzepte für die Katalyseentwicklung

Katalyseforschung ist ein Arbeitsprozess der noch immer durch viel Screening-Ansätze und Zufallsfunde getrieben ist. Es ist wünschenswert, blinde Screening-Ansätze zu ergänzen durch Konzepte die eine systematische Suche gemäss definierten Kriterien erlauben. Wir haben die Kriterien AMBI-CAT und HOT-CAT definiert, um gezielt nach neuer Reaktivität in der Katalyse zu suchen. Allgemein profitiert die Katalyseforschung immer auch durch die Entwicklung neuer Ligandklassen.

C-1 - AZARYPHOS Liganden für die bifunktionelle Katalyse

Die Familie der AZARYPHOS-Liganden (Aza-Aryl-Phosphane) eignet sich für die (am-)bi-funktionelle Katalyse, wobei der Ligand sowohl an das Metall bindet (P-Donor) als auch ein basisches Lonepair an Stickstoff für Interaktionen mit dem Katalysesubstrat aufweist.

Wir haben verschiedene Synthesewege zum effizienten Aufbau dieser Ligandenklasse entwickelt (Chem. Eur. J. 200915, 7167). Zwei der Liganden sind über Aldrich kommerziell erhältlich (TAMPYPHOS und ISIPHOS). 

Liganden für die homogene Katalyse

Im Zuge unserer Arbeiten zur Katalyseentwicklung stellen wir diverse Liganden her. Wir haben die Synthese der Imidazoliumsalze IPr·HCl, IMes·HCl und IXy·HCl optimiert, die als Vorläufer für N-heterocyclische Carbenliganden (NHC) breite Anwendungen in der Katalyse finden. 

Beilstein Journal of Organic Chemistry 2007, 3, 22. (Open Access) “Expedient syntheses of the N-heterocyclic carbene precursor imidazolium salts IPr·HCl, IMes·HCl and IXy·HCl”

C-2 - Homogene thermische Katalyse (HOT-CAT)

Unter dem Begriff HOT-CAT (homogeneous thermal catalysis) verstehen wir die Durchführung und das Screening neuer Katalysen bei Temperaturen, die für die homogene Katalyse klassisch nicht berücksichtig werden (z. B. >200 °C). 

Bei der Durchführung katalytischer Reaktionen in Mikrowellen-Reaktoren sind derartige Bedingungen leicht zu erzielen. Es gilt nun abzuklären, inwiefern solche Temperaturen neuartige Reaktivitäten zugänglich machen, oder welche Selektivitäten erzielt werden können.

• Katalytische HOT-CAT Hydroalkoxylierungen

• anti-Markovnikov Hydratisierung terminaler Alkine in < 15 min