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4 Hydrierungen
Bei Verwendung von Ru@[DMIM][BTA]-NP hingegen kann bereits nach zwei Stunden ein
vollständiger Umsatz des Limonens beobachtet werden (Abbildung 4.16). Hierbei entfallen
88 % der Produkte auf das p-Menth-1-en (2a), es reagiert also umgehend, wenn auch
bedeutend langsamer zu den beiden vollständig hydrierten Produkten weiter, so dass nach
sechs Stunden bereits 17 % trans- (3a) und 13 % cis-p-Menthan (3b) entstanden sind. Nach
26 Stunden wurden insgesamt 73 % der vollständig hydrierten Produkte beobachtet, nach
117 Stunden beträgt die Ausbeute an 3a und 3b dann schließlich 97 %.
Zusammenfassend lässt sich für die Ru@IL-Systeme feststellen, dass sich das Intermediat
p-Menth-1-en zügig bildet, die anschließende vollständige Hydrierung jedoch bedeutend
langsamer abläuft. Eine selektive Bildung von 2a kann mit Ausbeuten von ca. 94 %
(Ru@[BMIM][BF4]) beobachtet werden. Damit konnte erstmals ein Katalysatorsystem
gefunden werden, das einen effizienten synthetischen Zugang zum Monohydrierungsprodukt
2a ermöglicht. Den schnellsten Umsatz (zwei Stunden) liefern hingegen die
Ru@[DMIM][BTA]-Nanopartikel. Sie sind auch das einzige Katalysatorsystem in diesem
Vergleich, das in der Lage ist, p-Menth-1-en (2a) nach 117 h nahezu vollständig zum
p-Menthan (3a & 3b) zu hydrieren. Werden die beiden Anionen [OTf] und [BF4] in
Kombination mit dem Kation [BMIM] verglichen, so fällt auf, dass beim [OTf]-Anion noch
ca. doppelt so viel Edukt vorliegt wie beim [BF4]-Anion. Ein [BF4]-Anion wirkt demzufolge
verglichen mit einem [OTf]-Anion auf die Ru-NPs aktivitätssteigernd. Auch lässt sich
deutlich erkennen, dass eine längere Alkankette am Kation zu einer Reaktivitätssteigerung
führt. Dies geht aus dem Vergleich der Kationen [EMIM] und [DMIM] mit dem jeweiligen
Anion [BTA] hervor. Während die vollständige Hydrierung bei einem [EMIM]-Kation nach
25 Stunden bei ca. 15 % liegt, können mit einen [DMIM]-Kation nach der selben Zeit bereits
ca. 70 % des vollständig hydrierten Produkts erhalten werden.
4.3.6 Vergleich der verschiedenen Katalysatorsysteme
Nachdem verschiedene Katalysatorsysteme in der Hydrierung von Limonen untersucht
wurden, werden diese im nächsten Schritt miteinander verglichen. Die Umsatz-Zeit-Kurven
erlauben detaillierte Aussagen zur Aktivität und Selektivität der einzelnen Katalysatoren.
Obwohl ein direkter quantitativer Vergleich aufgrund von Variationen in den
Reaktionsbedingungen nicht in allen Fällen möglich ist, lassen sich relative Trends
herausarbeiten und allgemeine Schlussfolgerungen ziehen. Dies gilt insbesondere für den
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