Computerchemische Studie zu heterogenen “borrowing hydrogen” Aminierungskatalysatoren

• Antragsteller: Dr. Julien Engel
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404962435

Amine sind nicht nur grundlegende Bausteine aller lebenden Organismen, sondern finden außerdem weitreichende Anwendungen in der chemischen Industrie. Daher ist es von großer Bedeutung effiziente und nachhaltig Synthesemethoden für Amine zu entwickeln. Eine solche Methode ist die heterogen katalysierte Aminierung von Alkoholen nach dem sogenannten „borrowing hydrogen“ Konzept. Bei diesen Reaktionen handelt es sich um eine Kaskadenreaktion in der der Alkohol zunächst zu einer Carbonylverbindung (Aldehyd, Keton) oxidiert wird. Dieser wird in einer Kondensationsreaktion mit einem Amin oder Ammoniak zu einem Imin umgesetzt und anschließend zum gewünschten Amin reduziert. In diesem Forschungsprojekt werden computerchemische Methoden verwendet um geträgerte Metallkatalysatoren zu finden, die alle Teilreaktionen des Aminierungsprozesses effektiv katalysieren können. Dazu werden zunächst die Reaktivitäten geträgerter Metallnanopartikel der Gruppen X und XI sowie Ruthenium auf verschiedenen Trägermaterialien in den untersuchten Reaktionen systematisch untersucht. Durch die Verwendung verschiedener computerchemischer Modelle für die Beschreibung des Katalysatorsystems werden Aktivitätstrends abhängig von dem verwendeten Metall, Trägermaterial sowie der Größe und Form der Metallpartikel erhalten. Anschließend werden basierend auf diesen Ergebnissen neue und effizientere Katalysatoren vorgeschlagen und deren Aktivität experimentell validiert.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Dr. Alberto Roldan Martinez