This thesis is dedicated to the catalytic conversion of the different isomers of methyl pentenoate as bio renewable resource that can be produced from lignocellulosic biomass. The first part focuses on the rhodium catalysed hydroformylation reaction and the synthesis of formyl substituted pentanoic acid methyl ester, especially methyl 5-formylpentanoate, which can act as platform chemicals for the synthesis of different monomers for polyamide and polyester synthesis. For this purpose, several ligands have been tested and the reaction conditions have been optimised for the most promising systems. This led to a process with regioselectivities of over 95 % with regard to the linear products, which represents the state of the art. The second part deals with the synthesis of dimethyl adipate from methyl pentenoates via the palladium catalysed alkoxycarbonylation reaction, utilising new bidentate pyridyl-substituted diphosphine and comparing them to the well-known palladium BuPox catalyst. Mechanistic investigations have also been conducted to identify relevant catalytic species as well as the resting state of the catalysts used. The final part of the thesis regarding methyl pentenoates describes experiments and results obtained in the rhodium catalysed hydroaminomethylation for the synthesis of amines. Employing several amines as well as aqueous ammonia, the aim was to find a catalytic system that selectively generates methyl 6-aminocaproate. Also, some research has been conducted for the rhodium catalysed hydroformylation of 1,2,4-trivinylcyclohexane to synthesise the corresponding trialdehyde, which could be an interesting monomer for polymer industry. From the corresponding alkoxycarbonylation product, a new tridentate phosphite was synthesised that was also tested in the hydroformylation of methyl pentenoates.
Diese Arbeit befasst sich mit der katalytischen Umsetzung von den Isomeren des Pentensäuremethylesters als erneuerbarer Rohstoff, der aus lignocellulosehaltiger Biomasse gewonnen werden kann. Als erstes wird die Rhodium-katalysierte Hydroformylierung zur Synthese von Formyl-substituiertem Pentansäuremethylester, insbesondere 5-Formylpentansäuremethylester, untersucht. Diese Verbindungen können als Plattformchemikalie zur Herstellung von Monomeren in der Polyamid- und Polyestersynthese verwendet werden. Zu diesem Zweck wurde ein Ligandscreening durchgeführt und die Reaktionsbedingungen für die vielversprechendsten Kandidaten optimiert. Auf diesem Weg konnten Regioselektivitäten von über 95 % bezogen auf das lineare Produkt erzeugt werden, was den aktuellen Stand der Technik darstellt. Als weiterer interessanter Anwendungsbereich wurde die Palladium-katalysierte Methoxycarbonylierung mit dem Ziel der selektiven Dimethyladipatsynthese untersucht. Hierzu wurden neue bidentate, Pyridyl-substituierte Diphosphine eingesetzt und mit dem entsprechenden BuPox-modifizierten Palladiumkatalysator als Benchmark verglichen. Zudem wurden mechanistische Untersuchungen Anhand eines Modellsystems durchgeführt um relevante katalytische Spezies der eingesetzten Katalysatoren identifizieren und charakterisieren zu können. Des Weiteren wurden Pentensäuremethylester in der Rhodium-katalysierten Hydroaminomethylierung eingesetzt, um selektiv Aminocapronsäureester herzustellen. Hierzu wurden sowohl wässriger Ammoniak als auch einige sekundäre Amine getestet. Zusätzlich wurde die Rhodium-katalysierte Hydroformylierung von 1,2,4-Trivinylcyclohexan zur Synthese des entsprechenden Trialdehyds untersucht, welches einen interessanten Ausgangsstoff für die Polymersynthese darstellt. Das entsprechende Produkt aus der Alkoxycarbonylierung wurde zudem für die Synthese eines neuen Triphosphits eingesetzt, das in der Rhodium-katalysierten Hydroformylierung von Olefinen getestet wurde.