Entwicklung neuartiger Katalysatoren für die Alkinmetathese

Beer, Stephan

Die Olefinmetathese konnte sich in nur wenigen Jahren nicht nur als eigenständiger Reaktionstyp etablieren, sondern entwickelte sich zu einem der wichtigsten Werkzeuge des präparativen Chemikers. In erster Linie ist es der Entwicklung von hocheffizienten Katalysatoren zu verdanken, dass die Metathese von Alkenen zu einer Erfolgsgeschichte par excellence in der metallorganischen Chemie werden konnte. 2005 wurden die Protagonisten auf diesem Forschungsgebiet mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet, da die Spaltung und Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen ungeahnte Möglichkeiten sowohl im Bereich der Pharmaindustrie, als auch für die Entwicklung neuer Materialien bietet. Die verwandte Metathese von Alkinen ist weit weniger verbreitet, da die Katalysatoren für die Spaltung der stabileren Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindungen den Ansprüchen in Bezug auf Aktivität, Substratkompatibilität und Reaktionstemperatur oft nicht genügen. In Anlehnung an den aktivsten Alkenmetathesekatalysator wurden im Rahmen dieser Dissertation neuartige Alkylidinwolframkomplexe entwickelt, welche aufgrund der Kombination eines elektronenreichen Imidazolin-2-iminato-Liganden und elektronenziehenden fluorierten Alkoxiden eine optimale Balance ermöglichen. Diese Komplexe zeigten in verschiedenen Katalysestudien bereits bei Raumtemperatur ausgezeichnete Aktivität und zählen damit zu den aktivsten Katalysatoren in der Alkinmetathese. Dieses neuartige Katalysatordesign könnte dazu beitragen, dass sich die Alkinmetathese in naher Zukunft als eigenständiges und weit verbreitetes Synthesewerkzeug in der präparativen Chemie etablieren könnte.

Alkene metathesis is an organometallic success story par excellence, and the development of active catalysts for the breaking and making of carbon-carbon double bonds has had a tremendous impact on the development of new methods for the preparation of complex natural products and novel materials. Consequently, in 2005 the Nobel Prize in chemistry was awarded to Y. Chauvin, R. H. Grubbs and R. R. Schrock for their accomplishments in this research field. The related metathesis of alkynes represents a significantly less-developed synthetic method, since the catalysts for the breaking and making of the more stable carbon-carbon triple bonds rarely fullfill the expectations with regard to its activity, substrate compatibility and required reaction temperature. Following the successful design of the most active alkene metathesis catalysts, novel tungsten alkylidyne complexes have been developed within this dissertation. The combination of a strong electron-donating imidazolin-2-iminato ligand together with electron-withdrawing fluorinated alkoxides balances the ideal electronic status at the active site of the catalysts. These complexes exhibit high activities already at ambient temperature and rank among the most active catalyst systems for alkyne metathesis. For that reason, these efficient imidazolin-2-iminato tungsten alkylidyne complexes could contribute to the establishment of alkyne metathesis as a standard tool in synthetic chemistry.

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Beer, Stephan: Entwicklung neuartiger Katalysatoren für die Alkinmetathese. 2008.

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