An Overview of the Department's Activities - Leibniz-Institut für ...

Bereich Koordinationschemische Katalyse
Selektivoligomerisierungen
Die homogenkatalytische, selektive Oligomerisierung von Ethylen
zu n-a-Olefinen ist eine interessante wissenschaftliche Herausforderung,
die auf großes Interesse seitens der chemischen
66 Industrie stößt. Unverzweigte a-Olefine (linear alpha olefins, chemicals with a variety of applications for detergents, synthe-
Im Rahmen des Projektes „Light2Hydrogen“ wurden in Koope-
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LAOs) sind wertvolle Zwischenprodukte für die industrielle
Produktion von Reinigungsmitteln, synthetischen Schmierölen,
Copolymeren, Weichmachern. Mit prognostizierten 5 bis 10 %
per anno ist die Wachstumsrate für LAOs so hoch wie bei nur
wenigen anderen chemischen Zwischenprodukten. Marktführer
im a-Olefingeschäft sind BP, Chevron Phillips und Shell.
Bedingt durch deren Produktionsverfahren stellen sie aber jeweils
ein Gemisch an a-Olefinen unterschiedlicher Kettenlänge
her, das in der Regel aufwändig getrennt werden muss. In Zusammenarbeit
mit den Kooperationspartnern Linde AG und der
Saudi Basic Industries Corporation (SABIC) mit Hauptsitz in
Riad ist es gelungen, ein homogenes, Chrom-basiertes, 1-He-
1-Zircona-2,5-disilacyclopent-3-in
1-Zircona-2,5-disilacyclopent-3-yne
Oligomerisations
Homogeneously catalyzed selective ethylene oligomerization
resulting in n-a-olefins is a big challenge for both science and
industry. Linear alpha olefins (LAOs) are important commodity
tic lubricants, plasticizers and copolymerization with ethylene.
The increasing demand for LAOs – 5 to 10 % per annum are
predicted – exceeds the estimated demand of most intermediate
goods. Market leaders in this business field are BP, Chevron
Phillips and Shell. Due to their production techniques they
obtain a mixture of n-a-olefins with different chain lenghts,
which has to be separated expensively. There are only a few
applied technologies for the selective production of 1-butene
and 1-hexene. Together with the cooperation partners Linde AG
and Saudi Basic Industries Corporation (SABIC) homogeneously
catalyzed techniques for selective ethylene oligomerization are
developed. We were successful in developing a chromiumbased
homogeneous, 1-hexene-selective, catalytic system [5],
which was granted for a patent (WO 2009/006979 A2). It
was decorated with the internal The Linde Group Patent and
Innovation Award 2007. In cooperation with our partners the
development of an adequate industrial process is pushed at full
speed. All scientific findings covered by patents were published
in company with the project partners and made a significant
impact on both science and industry. [6]
Neue Katalysatoren – New catalysts
xen-selektives Katalysatorsystem [5] zu entwickeln und zum Patent
(WO 2009/006979 A2) anzumelden, das mit dem firmen-
internen The Linde Group Patent and Innovation Award 2007
gewürdigt wurde. Zusammen mit den Projektpartnern wird mit
Hochdruck an der Entwicklung eines entsprechenden industriellen
Verfahrens gearbeitet.
Die durch Patente geschützten Erkenntnisse werden gemeinsam
mit den Projektpartnern veröffentlicht und treffen sowohl auf
wissenschaftlicher als auch auf industrieller Seite auf große Resonanz.
[6]
Koordinationschemische Wasserspaltung
Die nachhaltige und ausreichende Energieversorgung stellt eine
der wichtigsten Herausforderungen an die moderne Zivilisation
dar. Um dies zu gewährleisten, wird die Wasserstofftechnologie
als möglicher Lösungsansatz diskutiert; vor allem die Wasserstoffgewinnung
und die Speicherung stehen dabei im Fokus.
In ersten metallorganischen Untersuchungen des 2010 neu
etablierten Themas konnte u. a. die Reaktion eines Titan(III)-
Komplexes mit Wasser vollständig aufgeklärt und die Intermediate
und Reaktionsprodukte isoliert und charakterisiert werden.
Es wurde gezeigt, dass in diesem Fall die Reaktion stufenweise
über Koordinierung gefolgt von oxidativer Addition des Wassers
abläuft.[1] EPR-Untersuchungen in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe
Brückner stützen diesen Mechanismus. [7]
Basierend auf literaturbekannten Systemen wurde ein intermolekulares
heterobimetallisches Ruthenium/Palladium-System
zur fotokatalytischen Wasserreduktion entwickelt und optimiert.
ration mit dem INP Greifswald im Plasma behandelte, auf TiO 2
geträgerte Ru-Komplexe in der fotokatalytischen Wasserspaltung
untersucht.
Literatur
[1] M. Lamač, A. Spannenberg, H. Jiao, S. Hansen, W.
Baumann, P. Arndt, U. Rosenthal, Angew. Chem. 2010,
122, 2999; Angew. Chem, Int. Ed. 2010, 49, 2937.
[2] O. Theilmann, M. Ruhmann, A. Villinger, A. Schulz,
W. W. Seidel, K. Kaleta, T. Beweries, P. Arndt, U. Rosenthal,
Angew. Chem. 2010, 122, 9469.
[3] M. Hapke, N. Weding, A. Spannenberg, Organometallics
2010, 29, 4298.
[4] M. Hapke, K. Kral, C. Fischer, A. Spannenberg, A. Gutnov,
D. Redkin, B. Heller, M. Hapke, J. Org. Chem. 2010, 75,
3993.
Organometallic Water Splitting
One of the main challenges of modern civilization is the sustainable
and sufficient generation of energy. To address these
issues, the so-called hydrogen economy is widely discussed;
especially hydrogen generation and storage are in the main
focus of public and scientific interest.
In first investigations of the 2010 established project the elemental
steps of water splitting at a Ti(III) complex were performed:
intermediates and reaction products were isolated and
fully characterized and the reaction mechanism was proven
experimentally. It became evident that in this case a stepwise
reaction via coordination and oxidative addition of water takes
place. EPR investigations (in cooperation with the Brückner
group) support this reaction pathway. [7]
Moreover, on the basis of already known catalysts, an intermolecular
heterobimetallic Ruthenium/Palladium system for
photocatalytic water reduction was developed in a cooperation
with the INP Greifswald (within the project „Light2Hydrogen“)
plasma treated, TiO 2 -supported Ru dyes were tested for photocatalytic
water reduction.
[5] S. Peitz, N. Peulecke, B. R. Aluri, S. Hansen, B. H. Müller,
A. Spannenberg, U. Rosenthal, M. H. Al-Hazmi, F. Mosa,
A. Wöhl, W. Müller, Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 8, 1167.
[6] S. Peitz, N. Peulecke, B. R. Aluri, B. H. Müller, A. Spannenberg,
U. Rosenthal, M. H. Al-Hazmi, F. Mosa, A. Wöhl, W. Müller,
Chem. Eur. J. 2010, 16, 12127.
[7] M. Kessler, S. Hansen, D. Hollmann, M. Klahn, T. Beweries,
A. Spannenberg, A. Brückner, U. Rosenthal, Eur. J. Inorg.
Chem., 2011, 627.