Entwicklung effizienter Nickelkatalysatoren zur Hydrocyanierung nicht-aktivierter Alkene durch gezielte Ausnutzung von Katalysator/Co-katalysator Synergien.

• Antragsteller: Dr. Matthias Stein; Professor Dr. Dieter Vogt
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567312124

In diesem ambitiösen Projekt werden in Kooperation der Arbeitsgruppen Stein (MPI Magdeburg) und Vogt (TU Dortmund) neuartige Ligandkonzepte in der Ni-katalysierten Hydrocyanierung entwickelt und eingesetzt. Da die Arbeitsgruppen VOGT über langjährige Erfahrung und weitreichende Expertise auf dem Gebiet der homogenen Übergangsmetallkatalyse, insbesondere der Hydrocyanierung, und die Gruppe STEIN über ausgewiesene Expertise im Bereich der computergestützten Chemie, insbesondere zur homogenen Katalyse verfügt, lässt sich ein großes synergetisches Potential nutzen. Ziel dieses Projektes ist eine Steigerung der Effektivität der Synthese von Nitrilen durch Ni-katalysierte Hydrocyanierung in Anwesenheit einer Lewissäure. Die zentrale Herausforderung ist die bislang geringe katalytische Effizienz für nicht aktivierte Alkene. Dazu werden Katalysatorstruktur-Wirkungsbeziehungen systematisch untersucht. Basierend auf Vorarbeiten der Gruppe Vogt wird ein neues, vielversprechendes Konzept genutzt, bei dem Katalysator und Lewis-Säure Cokatalysator eine funktionale Einheit bilden und deren Kooperativität optimal ausgenutzt wird. Dies wird durch kovalente Anbindung einer Bor-basierten Lewissäure an den Liganden zu einer hochaktiven funktionalen Einheit erreicht. Die Arbeitsgruppe Stein führt hierzu mit modernen Methoden der Computational Chemistry Berechnungen zu optimalen Struktureinheiten durch. Diese Ergebnisse fließen in das Design geeigneter Ligand-Systeme ein. Nachfolgend werden diese von der Gruppe Vogt synthetisch umgesetzt und in der Hydrocyanierung getestet. Die Ergebnisse hinsichtlich Aktivität und Selektivität fließen dann wiederum in das Design neuer Liganden ein. Die besonderen Fähigkeiten und Erfahrungen beider Gruppen werden so ideal ausgenutzt und bilden die Grundlage für den Erfolg des Projekts.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen