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6. ÜM-Komplexe in der orgnanischen Synthese bzw. Katalyse
Sehr viele ÜM-Komplexe der vorstehend genannten Typen können nicht
nur zur Komplexstabilisierung reaktiver organischer bzw. anorganischer
Moleküle bzw. zum Aufbau interessanter Clusterstrukturen verwendet
werden, sondern dienen auch zur komplexchemischen Synthese einfacher
bis komplizierter organischer Systeme oder als Katalysatoren in der homogenen
Katalyse.
6.1 Einleitung und Grundlagen
Definition:
Ein Katalysator induziert eine thermodynamisch mögliche Reaktion durch
Erniedrigung ihrer Aktivierungsenergie, indem er in die Reaktionsfolge
eingreift und neue Wege eröffnet, ohne im Produkt zu erscheinen. Dadurch
wird die Reaktionsgeschwindigkeit und/oder die Produktspezifität erhöht:
Ein Katalysator ist Edukt und Produkt einer chemischen Reaktion
Heterogene Katalyse Homogene Katalyse
Vergleich: Edukte und Katalysator
bilden mehr als eine Phase,
wirksam sind
Oberflächenatome
Vorteile: Abtrennung
Rückgewinnung
Lebensdauer
Nachteile: geringe Spezifität
drastische Bedingungen
Spektroskopie-Probleme
mechanistische Studien
Besondere Rolle von ÜM-Komplexen:
Edukte und Katalysator
bilden eine einzige Phase,
wirksam ist
jedes Molekül
Aktivität
Selektivität
Modifizierbarkeit
Reproduzierbarkeit
Analytik/Spektroskopie
milde Bedingungen
Trennprobleme
Verluste
(sog. leaching of catalyst)
ÜM-Komplexe spielen wegen ihrer auf elektronische Veränderungen empfindlich
reagierenden Bindungsverhältnisse (σ-Donor- bzw. π-Donor-π-
Akzeptor-Bindungen) in Kombination mit der 16- bzw. 18-Elektronenregel,
wegen der unterschiedlichen Ligandeneffekte (Nachbargruppen- und
trans-Effekt, Tolman-Winkel) und der Variationsmöglichkeit von Oxidationszahlen
und Koordinationszahlen der ÜM eine besondere Rolle bei
metallinduzierten, metallzentrierten und metallkatalysierten Reaktionen.