FWF - Entw. von het. Übergangs - Entwicklung von heterogenen Übergangsmetallkatalysatoren

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung von neuartigen, heterogenen Katalysatoren, - die starre Liganden enthalten, um den Abstand des katalytisch aktiven Zentrums zur Oberfläche und den Abstand zwischen den Katalysatormolekülen kontrollieren zu können - die unter einfachen und kontrollierten Bedingungen immobilisiert werden können (keine Kontamination der Oberfläche durch Chemikalien, Immobilisierung bei Raumtemperatur, etc.) - die kein oder vernachlässigbar geringes Verschleppen des Metalls aufzeigen - die hohe Aktivitäten und Selektivitäten für Anwendungen in der pharmazeutischen Industrie besitzen und - die als bifunktionale Katalysatoren verwendet werden können, also als Katalysatoren, die zwei oder mehrere Arten von katalytisch aktiven Substanzen aufweisen und daher "Multistep-Reaktionen" in einem Reaktionsansatz katalysieren. Das Projekt ist in die folgenden fünf Teilgebiete aufgeteilt, die als Meilensteine dienen: 1. Die Herstellung von heterogenen Metallocenen (Titanocene und Zirconocene). Als erstes werden wir starre dreibeinige Linker synthetisieren, die drei funktionale Gruppen für die Immobilisierung besitzen und eine vierte funktionelle Gruppe für weitere Derivatisierungen. Anschließend werden diese Liganden auf Silizium-Oberflächen immobilisiert. Die dabei verwendete Immobilisierungmethode basiert auf einer durch UV-Licht angeregten Hydrosilylierungsreaktion und ermöglicht eine präzise Fixierung der Moleküle. Zum Schluss werden die immobilisierten Liganden mit funktionellen Ethylenbis(indenyl)-Metallocenen verknüpft. 2. Die Herstellung von heterogenen Palladium Katalysatoren, die nach der Metallierung von verschiedenen N-Liganden auf Silizium Oberflächen immobilisert sind. 3. Die Charakterisierung der Oberflächen mit state-of-the-art spektroskopischen Methoden, um die Immobilisierung, sowie die Verteilung und Konzentrationen der katalytisch aktiven Zentren, auf der Oberfläche zu analysieren. 4. Die Verwendung der immobilisierten Metallocene für enantioselektive Reduktionen von Iminen, Ketonen und anderen prochiralen Substanzen, sowie die Verwendung der heterogenen Palladium Katalysatoren für Buchwald-Hartwig Reaktionen. Kinetische und mechanistische Untersuchungen werden dabei die Optimierung der Reaktionsparameter unterstützen und das Reaktions-Scaleup erleichtern. 5. Die Kombination der entwickelten Methoden zur Herstellung von bi- und multifunktionellen Katalysatoren. Diese Technologie wird erheblichen Einfluss auf andere Forschungsgebiete haben, wie z.B. Reaktordesign, therapeutische Hilfsmittel und sensorische Applikationen. Wir beabsichtigen damit die Entwicklung von neuen und effizienten Katalysatoren für die Herstellung von pharmazeutischen Produkten. Aufgrund der Tatsache, dass der Markt für chirale Substanzen immer wichtiger wird, werden die Ergebnisse dieses Projekt signifikanten Einfluss auf andere Teilgebiete der pharmazeutischen Verfahrenstechnik haben.