Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Katalyse

Betreuer: Prof. Dr. Matthias Beller



Dipl.-Chem. Svenja Werkmeister
(e-mail: svenja.werkmeister@catalysis.de )

Development of Novel Methodologies using Transition Metal Catalysts for Reduction Reactions

This PhD thesis describes new methodologies for the catalytic reduction of C-X-multiple bonds (X = N, O, C). In the beginning, (enantioselective) imine hydrogenation and reductive hydroamination of terminal alkynes applying either a cooperative system consisting of an economical benign Fe catalyst and a chiral Brønsted acid or commercially available, inexpensive zinc triflate have been developed. Besides, a reductive amination protocol of ketones was performed utilizing copper acetate as catalyst. Transfer hydrogenations, hydrosilylation and hydrogenations of (hetero)aromatic and aliphatic nitriles as well as dinitriles towards primary amines and N-monoalkylated amines have been established using homogeneous catalysts based on Ru and Fe complexes as well as Pd/C as heterogeneous catalyst. Moreover, for the first time, a molecular defined Fe PNP pincer complex for the hydrogenation of carboxylic acid esters has been described. In cooperation with a French research group, C-C multiple bonds were reduced to alkanes using Fe(0) nanoparticles.

Die vorliegende Promotionsarbeit beschreibt neuartige Methoden für die katalytische Reduktion von C-X-Mehrfachbindungen (X = N, O, C). Zu Beginn wurde eine (enantioselektive) Iminhydrierungen und reduktive Hydroaminierungen von terminalen Alkinen entwickelt. Dabei wurde entweder ein kooperatives System bestehend aus einem umweltfreundlichen Fe-Katalysator und einer chiralen Brønstedsäure oder kommerziell erhältliches, preisgünstiges Zinktriflat verwendet. Daneben wurde eine Kupferacetat-katalysierte reduktive Aminierungsmethode entwickelt. Zudem konnten Transferhydrierungen, eine Hydrosilylierung sowie Hydrierungen von (hetero)aromatischen und aliphatischen Nitrilen sowie Dinitrilen zu primären Aminen und N-monoalkylierten Aminen etabliert werden. Für diese Reaktionen kamen homogene Katalysatoren basierend auf Ru- und Fe Komplexen sowie Pd/C als heterogener Katalysator zum Einsatz. Weiterhin konnte erstmalig eine Esterhydrierung mit einem Fe-PNP-Pincer-Komplex gezeigt werden. Außerdem wurden in Kooperation mit einer französischen Forschungsgruppe C-C-Mehrfachbindungen mit Fe(0)-Nanopartikeln zu Alkanen mit Wasserstoff reduziert.