elements36 - Evonik

Abbildung 1
Stereoselektive Hydrierung von 2­Hexin
zu cis­2­Hexen
Abbildungen 2–4
Gezeigt ist die Produktverteilung bei der Umsetzung
von 2­Hexin zu cis­2­Hexen, trans­2­Hexen und
Hexan für einen klassischen Lindlar­Katalysator (links)
und neu entwickelte kolloidbasierte Systeme:
Pd/CaCO 3 (Mitte) und Pd/C (rechts)
native
2­Hexin cis­2­Hexen
trans­2­Hexen Hexan
Lindlar (5 % Pd und 3,5 % Pb/CaCO3) Molarer Anteil [%]
100
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80
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40
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0
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0
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20
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40
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60
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● ●
80
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1 % Pd/CaCO3 Molarer Anteil [%]
100
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80
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●
●
wortlich ist, weisen derartig modifizierte Katalysatoren eine
signifikante Selektivitätsverbesserung auf.
Dieses Prinzip lässt sich auf verschiedenen Trägermateri alien
(oxidische und Aktivkohlen) realisieren. Voraussetzung ist
allerdings, dass die winzigen Palladiumpartikel noch für die
Substrate zugänglich bleiben und nicht im Mikroporengefüge,
beispielsweise von Aktivkohlen, verschwinden.
Evonik hat hierzu basierend auf der Kolloidtechnologie ein
entsprechendes Herstellungsverfahren für die Katalysatoren
entwickelt. Auf diese Weise lässt sich die Aktivität im Vergleich
zur Lindlar-Technologie nahezu verfünffachen bzw. die Pd-
Beladung entsprechend senken. Die Selektivitäten der so erzeugten
Katalysatoren bei der Umsetzung von Alkinen zu
cis-Alkenen liegen auf einem vergleichbar hohen Niveau wie die
der klassischen Lindlar-Katalysatoren.
Eine einfache Modellreaktion, die stereoselektive Hydrierung
von 2-Hexin zu cis-2-Hexen (Abb. 1), verdeutlicht die Leistungsfähigkeit
der bleifreien Katalysatoren. Während der mit
Blei dotierte Lindlar-Katalysator eine Pd-Beladung von fünf Prozent
aufweist, konnte die Edelmetallbeladung bei den kolloidbasierten
bleifreien Systemen auf ein Prozent reduziert werden,
ohne dass die Aktivität abnahm. Gleichzeitig werden sehr hohe
Stereoselektivitäten und damit Ausbeuten zum gewünschten
cis-2-Hexen erzielt (Abb. 2–4). Aktuell optimiert das Geschäftsgebiet
Catalysts die Technologie gemeinsam mit einem Kunden
für industriell relevante Substrate. 777
100
Zeit [min]
60
40
20
0
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H 2
Katalysator Katalysator
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0
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45 90 135 180 225
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Zeit [min]
80
60
40
20
0
ReFeRenZen
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KatalYSe 21
PD Dr. Dorit Wolf ist seit 2004
Grup penleiterin in F&E im Evonik-
Ges chäftsgebiet Catalysts. Nach Studium
der Chemie an der Univer sität Leipzig
und der Promotion 1991 habilitierte sie
sich 1997 am Lehrstuhl für Technische
Chemie der Ruhr-Universität Bochum.
Nach ihrer Habi litation übernahm sie
die Leitung der Arbeitsgruppe Reaktions
technik am Institut für Angewandte
Chemie Berlin Adlershof e.V. 2001
wechselte sie zu Evonik und leitete im
Projekt haus Katalyse die Gruppe
Hete rogene Katalyse.
+49 6181 59-8746
dorit.wolf@evonik.com
[1] Lindlar, H.: Helv. Chim. Acta 1952, 35, 446
[2] Ghosh, A. K.; Krishnan, K.: Tetrahedron Letters 1998, 39, 947
[3] Righi, G.; Rossi, L.: Synthetic Communications 1996, 26, 1321
[4] Teschner, D. et al.: J. Catal. 2006, 242, 26
[5] Klasovsky, F.; Wolf, D.: Top. Catal. 2009, 52, 412–423
H 2
1 % Pb/C
Molarer Anteil [%]
100
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0
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40 80 120
160
200
Zeit [min]
elements36 Ausgabe 3|2011