Ein modulares System optisch-aktiver Bisphospholan-Liganden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Katalysatoren spielen eine zentrale Rolle bei der chemischen Synthese, aber auch in der Biologie der lebenden Zelle. Die Synthese neuer, selektiver Katalysatoren bleibt also eine Herausforderung für den forschenden Chemiker. Wir hatte uns zum Ziel gesetzt, eines neues Verfahren zur Synthese einer Familie von Bisphosphanliganden zu entwickeln, das es erlaubt, die Geometrie dieser Liganden über einen großen Bereich zu variieren, sodass es möglich wird, Katalysatoren für eine bestimmte Anwendung „maßzuschneidern“. Ausgangspunkt war die Synthese einer reaktiven Acetylenverbindung, die bereits zwei stark elektronenziehende Phosphorgruppen enthielt. Durch eine geschickte Variation der Versuchsbedingungen konnte diese Verbindung, obwohl dabei eine explosive und giftige Zwischenstufe auftrat, sicher auch in größerem Maßstab synthetisiert werden. Diese erwies sich wie erwartet als sehr reaktiv bei Cycloadditionsreaktionen, sodaß eine Vielzahl von Strukturen erhalten wurde. Die Phosphonatgruppen konnten dann durch ein neu entwickeltes Reduktionsverfahren zu primären Phosphanen reduziert werden. Diese Verbindungen wiederum sind sehr reaktiv und konnten durch eine neuentwickeltes Cyclisierungsverfahren in die gewünschten optisch-aktiven Katalyatoren überführt werden. Die neuen Katalysatoren erwiesen sich als höchst reaktiv und selektiv. Durch Anbindung an winzige Magnetpartikel konnten sie auch mehrfach verwendet werden, da die Magnetpartikel nach erfolgter Umsetzung mittels eines Stabmagneten separiert und erneut verwendet werden konnten. Auch in der Zweiphasenkatalyse wurden diese modular aufgebauten Katalysatoren erfolgreich verwendet, so als Lösung in einer ionischen Flüssigkeit, wobei das Produkt durch Extraktion mit überkritischen CO2 separiert und der Katalysator wieder erneut eingesetzt werden konnte. Schließlich war auch der Einsatz in der sogenannten SILP-Katalyse (supported ionic liquid phase) erfolgreich. Hier wird ein dünner Film der ionischen Flüssigkeit mit Katalysator auf einem festen Träger immobiliert und dann ein Substrat in einer kontinuerlichen Anlage umgesetzt.
