Hauptseminar Anorganische Chemie Asymmetrische Hydrierung von Olefinen

1. Hauptseminar Anorganische Chemie Asymmetrische Hydrierung  von Olefinen Nadine Osel am 6.11.07 Ich begrüße Sie alle ganz herzlich zu meinem Vortrag mit dem Titel „Asymmetrische Hydrierung von Olefinen“.Ich begrüße Sie alle ganz herzlich zu meinem Vortrag mit dem Titel „Asymmetrische Hydrierung von Olefinen“.

2. Gliederung 1. Einführung 1.1 Definition 1.2 Historischer Überblick 1.3 Mechanistische Ursachen der enantioselektiven Hydrierung 2. Hydrierung von Olefinen 3. Literatur

3. 1.1 Definition Was versteht man unter  „Asymmetrische Hydrierung“? enantioselektive, katalytische Reaktion: Enantiomerenüberschuss: aufgrund der hohen Stabilität des Wasserstoffmoleküls benötigt man für die Hydrierung einen Katalysator Die asymmetrische Hydrierung zählt zu den enantioselektiven, katalytischen Reaktionen. Dabei werden enantiomerenreine, chirale Produkte aus prochiralen oder achiralen Edukten in Anwesenheit eines chiralen Katalysators unter Wasserstoffaddition zugänglich gemacht. Am Schluss der Reaktion entsteht somit ein Enantiomer im Überschuss oder im Idealfall sollte sogar nur das gewünschte Enantiomer gebildet werden. Dabei bestimmt der energetisch günstigere Übergangszustand, welches Enantiomer bevorzugt gebildet wird und wird durch den Enantiomerenüberschuss (enantiomeric excess, e.e.-Wert) angegeben, der sich aus folgender Formel berechnet. Die Konzentration des S-Isomers wird von der Konzentration des R-Isomers abgezogen und durch die Summer der beiden geteilt und mit dem Faktor 100 multipliziert, um % zu bekommen. Man spart sich also die aufwendige Trennung eines racemischen Gemisches. Die asymmetrische Hydrierung verläuft nur in Anwesenheit eines chiralen Katalysators, da Hydrierungen von ungesättigten Verbindungen aufgrund der hohen Stabilität von Wasserstoff in der Regel nur sehr langsam und unter extremen Reaktionsbedingungen (wie hohe T und p) stattfinden würden. In Anwesenheit eines Katalysators wird Wasserstoff somit aktiviert. Vor allem im Bereich der asymmetrischen Hydrierung hat die klassische heterogene Katalyse auch bisher keinen Einzug in die chemische Technik gefunden und Katalysen verlaufen demnach homogen. Die asymmetrische Hydrierung zählt zu den enantioselektiven, katalytischen Reaktionen. Dabei werden enantiomerenreine, chirale Produkte aus prochiralen oder achiralen Edukten in Anwesenheit eines chiralen Katalysators unter Wasserstoffaddition zugänglich gemacht. Am Schluss der Reaktion entsteht somit ein Enantiomer im Überschuss oder im Idealfall sollte sogar nur das gewünschte Enantiomer gebildet werden. Dabei bestimmt der energetisch günstigere Übergangszustand, welches Enantiomer bevorzugt gebildet wird und wird durch den Enantiomerenüberschuss (enantiomeric excess, e.e.-Wert) angegeben, der sich aus folgender Formel berechnet. Die Konzentration des S-Isomers wird von der Konzentration des R-Isomers abgezogen und durch die Summer der beiden geteilt und mit dem Faktor 100 multipliziert, um % zu bekommen. Man spart sich also die aufwendige Trennung eines racemischen Gemisches. Die asymmetrische Hydrierung verläuft nur in Anwesenheit eines chiralen Katalysators, da Hydrierungen von ungesättigten Verbindungen aufgrund der hohen Stabilität von Wasserstoff in der Regel nur sehr langsam und unter extremen Reaktionsbedingungen (wie hohe T und p) stattfinden würden. In Anwesenheit eines Katalysators wird Wasserstoff somit aktiviert. Vor allem im Bereich der asymmetrischen Hydrierung hat die klassische heterogene Katalyse auch bisher keinen Einzug in die chemische Technik gefunden und Katalysen verlaufen demnach homogen.

4. 1.2 Historischer Überblick Nobelpreis für Chemie, 2001 An der Stelle find ich vielleicht noch ganz interessant, dass man einen kurzen Einblick in die Ursprünge und die historische Entwicklung der asymmetrischen Hydrierung bekommt. Beteiligt an der Entwicklung chiraler Katalysatoren für die asymmetrische Hydrierung waren einige Männer, die im Jahr 2001 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet worden sind. Das waren einmal William S. Knowles, der 1968 den ersten Hydrierkatalysator für die asymmetrische Katalyse lieferte. Dann Ryoji Noyori, der ab 1974 einen neuen chiralen Liganden BINAP entdeckte und K. B. Sharpless, der große Verdienste hinsichtlich der Epoxidierung von Olefinen leistete. An der Stelle find ich vielleicht noch ganz interessant, dass man einen kurzen Einblick in die Ursprünge und die historische Entwicklung der asymmetrischen Hydrierung bekommt. Beteiligt an der Entwicklung chiraler Katalysatoren für die asymmetrische Hydrierung waren einige Männer, die im Jahr 2001 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet worden sind. Das waren einmal William S. Knowles, der 1968 den ersten Hydrierkatalysator für die asymmetrische Katalyse lieferte. Dann Ryoji Noyori, der ab 1974 einen neuen chiralen Liganden BINAP entdeckte und K. B. Sharpless, der große Verdienste hinsichtlich der Epoxidierung von Olefinen leistete.

5. 1.2 Historischer Überblick 1966: Wilkinson-Katalysator RhCl[PPh3]3 1968: erster Hydrierkatalysator von Knowles & Horner W. Knowles, Adv. Synth. Catal. 2003, 345, No. 1+2 Die Ursprünge der asymmetrischen Hydrierung von Olefinen liegen im Jahr 1966. Damals synthetisierte Geoffrey Wilkinson zusammen mit seinen Mitarbeitern einen Katalysator, der unter dem Namen Wilkinson-Katalysator RhCl[PPh3]3 oder Wilkinson-Rhodium-Komplex bekannt wurde, mit dem Übergangsmetall Rhodium als Zentralion. Dieser Katalysator zeichnete sich dadurch aus, dass er die Hydrierung von einfachen Olefinen unter milden Bedingungen (RT und Normaldruck) in organischen Lösungsmitteln katalysierte.Die Ursprünge der asymmetrischen Hydrierung von Olefinen liegen im Jahr 1966. Damals synthetisierte Geoffrey Wilkinson zusammen mit seinen Mitarbeitern einen Katalysator, der unter dem Namen Wilkinson-Katalysator RhCl[PPh3]3 oder Wilkinson-Rhodium-Komplex bekannt wurde, mit dem Übergangsmetall Rhodium als Zentralion. Dieser Katalysator zeichnete sich dadurch aus, dass er die Hydrierung von einfachen Olefinen unter milden Bedingungen (RT und Normaldruck) in organischen Lösungsmitteln katalysierte.

6. 1.2 Historischer Überblick