This dissertation reports the application of diverse non-noble metal-based catalytic systems for the homogeneous oxidation of organic substrates using air, specifically in amines and N-heterocycles. Specifically, simple 3d metal salts have been used, in combination with N-ligands, to facilitate the oxidative cleavage of C(sp3)–C(sp3) bonds in a selective manner. These reactions have been studied, with the aid of spectroscopic methods, to propose plausible mechanistic pathways. We believe such deconstructive strategies can enable late-stage functionalization of pharmaceuticals, the synthesis of drug metabolites, and may in future provide a means of biomass valorisation. Additionally, a nickel-based catalytic system for the heterogeneous hydrodehalogenation of industrially relevant substrates, including environmentally persistent fire retardants, highly toxic polybrominated diphenyl ethers (PBDE), and 1,2,4,5-tetrachlorobenzene is described.
Gegenstand der vorliegenden Dissertation ist die Anwendung verschiedener katalytischer Systeme auf Basis von Nichtedelmetallen für die homogene Oxidation organischer Substrate an Luft, insbesondere von Aminen und N-Heterocyclen. 3d-Metallsalze wurden in Kombination mit N-Liganden verwendet, um die selektive oxidative Spaltung von C(sp3)–C(sp3)-Bindungen zu erleichtern. Mit Hilfe von spektroskopischen Methoden wurden die Reaktionen auf ihre zugrundlegenden Mechanismen untersucht. Zukünftig könnten solche dekonstruktiven Strategien eine späte Funktionalisierung von Pharmazeutika und die Synthese von Arzneimittelmetaboliten ermöglichen und ein Mittel zur Aufwertung von Biomasse sein. Darüber hinaus wird ein katalytisches System auf Nickelbasis für die heterogene Hydrodehalogenierung von industriell relevanten Substraten beschrieben, einschließlich umweltschädliche Flammschutzmittel, hochgiftige polybromierte Diphenylether (PBDE) und 1,2,4,5-Tetrachlorbenzol.