Heterometallische Clusterkomplexkatalysatoren zur Hydroformylierung funktioneller olefinischer und anderer Substrate

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Jürgen Haupt
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5189424

Das Forschungsvorhaben bezweckt ausgehend von den im Arbeitskreis entwickelten heterometallischen Homogenkatalysatoren vom Typ M2RhL(µ-CO)2(µ-PR2)(CO)7 (M = Metall der 7. Nebengruppe, L = einzähniger Ligand, R = organischer Rest) mittels einer Hydroformylierungsreaktion unter milden Reaktionsbedingungen (30 - 50 °C, Pges(CO, H2) = 2 - 4 bar) und olefinischen Substraten, welche insbesondere als Synthesebausteine (Aldehyde) für die Herstellung von Geruchs- und Geschmacksstoffen (ungesättigte Lactonsysteme) und grenzflächenaktiven Verbindungen (ungesättigte Fettsäuren, dimeren Isoporenen) herangezogen werden, den Nachweis zu führen, ob und inwieweit sich die Chemo-, Regio- und Enantioselektivität der Produktentstehung von n/isoAldehyden und isomeren Olefinen im Rahmen einer durchführbaren Variation von M, L und R für den Katalysatortyp steuern lassen. Einzelne Verbindungen des einfach ungesättigten Clusterkomplexes mit triangularem Metallcore sind präparativ leicht zugänglich (Ausbeute 80 - 95 %) und gut modifizierbar. Damit ist sichergestellt, daß die Selektivität der Produktbildung in Abhängigkeit von M (6., 7., 8. und 10. Nebengruppe), L (ein- und zweizähnige Phosphane sowie Amine) und der Organylreste der Phosphidogruppe (R = Aryl, Alkyl und R* = chirale Reste), die anhand der Bestimmung von TOF-Werten der Komponenten der zu erwartenden Produktpalette in einer Standard-Hydroformylierungsreaktion erfolgen kann, zu charakterisieren sind. Mechanistische Aspekte solcher metallorganischen Katalyse werden durch begleitende NMR- und IR-Lösungsmessungen analysiert und sowohl Versuche zur Kristallisation von Zwischenprodukten (X-rayStrukturaufklärung) als auch zur Kinetik des Prozesses unternommen, um Modellrechnungen durchführen zu können. Die Analyse solcher Prozeßparameter zielt auf eine Erfassung möglicher kooperativer Effekte durch benachbarte Metallzentren am Rh(I)Metallatom zur Charakterisierung des Reaktionszentrums. Die Bearbeitung derartiger Effekte für solche Katalysatoren, die eine sog. Deltamasche eines polyedrischen Clusterkomplexes beinhalten, ist aktuell (Grundlagenforschung). Außerdem ist die Auffindung von selektiven Hydroformylierungsprozessen für einige der genannten Substrate von industriellem Interesse.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen