Übergangsmetallkatalysatoren

Die Vanadiumkatalyse ist der zweitwichtigste Einsatzbereich für Vanadium neben seiner Verwendung als Zusatzstoff zur Verbesserung der Stahlproduktion. Ein Vanadiumkatalysator kann Peroxide wirksam aktivieren und Substrate wie Bromide, Sulfide und Alkene selektiv oxidieren. Es hat sich gezeigt, dass diese Katalysatoren effektiv Sauerstoffatome auf ein Substrat übertragen, das synthetisch nützlich ist, um wertvolle oxidierte Moleküle in einer groß angelegten Reaktion mit einem hohen Grad an Selektivität zu erhalten. Außerdem sind Vanadiumkatalysatoren effiziente Katalysatoren für die Olefinpolymerisation. Vanadiumoxide können bei den Emissionsnormen für Fahrzeuge und bei der Entschwefelung von Rohöl eingesetzt werden. Darüber hinaus erhöht die Verwendung ökologischer Oxidationsmittel, wie z. B. Wasserstoff und Alkylhydroperoxid, die Einsatzmöglichkeiten von Vanadiumkatalysatoren in der Industrie erheblich.

Eisen und Eisenverbindungen sind in der Natur weit verbreitet und können als Reagenzien oder Katalysatoren dienen. Beispielsweise werden Eisenchlorid und -bromid seit langem als Lewis-Säure-Eisenkatalysatoren in der klassischen elektrophilen aromatischen Substitutionsreaktion verwendet. Eisenkomplexe mit organischen Liganden sind von besonderem Interesse und können als umweltfreundliche Fe-Katalysatoren für eine Vielzahl Umwandlungen dienen. Ein Beispiel hierfür ist die sehr nützliche Rolle, die die Eisenkatalyse bei der Untersuchung des Ammoniak-Boran-Dehydrierungsprozesses spielt, da Ammoniak-Boran (NH3:BH3, AB) als Wasserstoffspeicher von Bedeutung ist.

Da Kobaltkatalysatoren sowohl kostengünstig als auch ökologisch sind, haben sie großes Interesse an der Kreuzkupplung geweckt. Kobaltkatalysatoren sind hochaktive Reagenzien, die in großem Umfang für die effiziente und selektive Synthese von Arzneimitteln, Naturstoffen und neuen Materialien eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass diese Katalysatoren eine höhere Reaktivität für verschiedene Kohlenstoff-Kohlenstoff- (C-C) Bindungen aufweisen. Die Kobaltkatalyse mit Kobaltsalzen zeichnet sich durch eine hohe Toleranz gegenüber funktionellen Gruppen, milde Reaktionsbedingungen und eine hohe Chemoselektivität im Vergleich zu Palladium und Nickel aus, welche die am häufigsten verwendeten Katalysatoren für metallkatalysierte Kreuzkupplungen sind. Es ist eine breite Palette neuartiger Kobaltkatalysereaktionen möglich, die durch eine Vielzahl metallorganischer Reagenzien mit Vinyl-, Alkyl- oder Arylhalogeniden vermittelt werden.

Die Nickelkatalyse spielt eine zentrale Rolle bei vielen synthetischen Umwandlungen, angefangen bei Kreuzkupplungsreaktionen, bei denen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen gebildet werden, bis hin zur Reduktion von elektronenreichen Kohlenstoffbindungen mit Raney-Nickel-Katalysatoren. Diese Nickelkatalysatoren umfassen eine Reihe von Oxidationsstufen: Nickel (0), Nickel (II), Nickel (III) und Nickel (IV). Unmittelbar verfügbare Ni-Katalysatoren sind Aluminium-Nickel-Legierungen (Al Ni), Ammonium-Nickel-Hydrate, Ni(COD), Ni-Halogenide (Chloride, Bromide, Fluoride und Iodide), Ni-Cyclopentadienyle, Nickelmetall, Nickel-Acacs und Raney-Nickel-Katalysatoren, die Produkte von W.R. Grace and Company sind.

Kupferkatalysatoren eignen sich für mildere Reaktionsbedingungen und weisen eine ausgezeichnete Ausbeute auf. Allerdings sind die chemischen Reaktionen langsam und erfordern hohe Temperaturen. Unter den durch Übergangsmetalle vermittelten Reaktionen zur Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und Kohlenstoff-Heteroatom-Bindungen wird die Kupferkatalyse in Ullmann-Reaktionen, Diels-Alder-Reaktionen, Ringerweiterungen, der Castro-Stephens-Kupplung, der Kharasch-Sosnovsky-Reaktion und einer bemerkenswerten Variante der Huisgen 1,3-dipolaren Cycloaddition unter Verwendung eines Cu(I)-Katalysators eingesetzt, die unabhängig voneinander von Meldal und Sharpless entwickelt wurde. Diese sogenannte Kupfer(I)-katalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC) führt zu einem Triazol aus einem endständigen Alkin und einem Azid.

Die Katalyse von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und Kohlenstoff-Heteroatom-Bindungen ist von zentraler Bedeutung für die synthetische Chemie und die Synthese von pharmakologischen, materiellen und biologischen Verbindungen. Organische Lösungsmittel und Liganden als Zusatzstoffe für kupferkatalysierte Kreuzkupplungsreaktionen können die Reaktionsausbeute verbessern und mildere Bedingungen ermöglichen. Wir bieten effiziente Kupferkatalysatoren und -Präkatalysatoren sowie kupferhaltige metallorganische Gerüstverbindungen (MOF) an.

Die Zinkkatalyse findet breite Anwendung in der synthetischen Chemie und der organischen Synthese. Ein Zinkchloridkatalysator, der als schwache Lewis-Säure wirkt, kann die Fischer-Indol-Synthese zur Umwandlung von Arylhydrazonen in Indole und die Friedel-Crafts-Acylierung zur Herstellung monoacylierter Produkte aus Arenen und Acylchloriden katalysieren. Neben ZnCl2 kann auch ein Zinkoxidkatalysator für eine Vielzahl katalytischer Umwandlungen nützlich sein. Wir bieten weitere Zinkkatalysatoren an, darunter verschiedene Zinkhalogenide, mit denen stereospezifische und regioselektive Reaktionen katalysiert werden. Zusätzlich zu den katalytischen Eigenschaften unserer Zinkverbindungen finden sie in der Materialwissenschaft in chemilumineszierenden Quantenpunkten und Nanomaterialien Anwendung. Unsere Zinkverbindungen können auch als Ausgangsmaterial für die Herstellung von zinkorganischen Reagenzien für die Negishi-Kupplung verwendet werden.

Die zirkoniumkatalysierte asymmetrische Carboaluminierung (ZACA), die von Nobelpreisträger Ei-ichi Negishi entwickelt wurde, ist vielleicht eines der bekanntesten Beispiele für die allgemeine Anwendung eines Zirkoniumkatalysators. Die ZACA-Reaktion ermöglicht die chirale Funktionalisierung von Alkenen mit aluminiumorganischen Agenzien, katalysiert durch einen chiralen Bis(indenyl)zirkonium-Katalysator. Ein weiterer bemerkenswerter Zirkoniumkatalysator ist Zirkoniumdioxid, auch Zirkonia genannt. Die Liste der Anwendungen von Zirkoniakatalysatoren in der heterogenen Katalyse wächst schnell. Einige der Anwendungen sind: Zersetzung von Stickstoffoxid, Reduktion von Carbonsäure zu Aldehyden, selektive Dehydratisierung sekundärer Alkohole zu endständigen Alkenen und Hydrierung von Kohlenmonoxid zu Isobutan.

Selektive oxidative Umwandlungen verschiedener funktioneller Gruppen mit umweltfreundlichen und leicht zugänglichen Oxidationsmitteln lassen sich mit Hilfe eines geeigneten Rutheniumkatalysators leicht erreichen. Die Rutheniumkatalyse kann in der synthetischen Chemie ein sehr leistungsfähiges Werkzeug für die selektive Katalyse oxidativer Umwandlungen sein, wie z. B. die asymmetrische Epoxidierung von Alkenen, die Erzeugung von Dioxygenspezies, die Dihydroxylierung von Olefinen und die oxidative Dehydrierung von Alkoholen.

Rutheniumkatalysatoren werden ebenfalls häufig für Metathesereaktionen eingesetzt, wobei Grubbs-Katalysatoren die bekanntesten Katalysatoren im Bereich der Olefinmetathese sind. Die große Beliebtheit der Grubbs-Katalysatoren erklärt sich durch ihre hohe Toleranz gegenüber verschiedenen funktionellen Gruppen und ihre hohe Stabilität an der Luft und in einer Vielzahl von Lösungsmitteln.

Rhodiumkatalysatoren haben sich als geeignete Promoter für die Aktivierung von Kohlenstoff-Wasserstoff- (C-H) Bindungen und als anspruchsvolles und attraktives Katalyseinstrument erwiesen. Die Rhodiumkatalyse stößt auf zunehmendes Interesse in der katalytischen dehydrierenden Kreuzkupplung, die einen eleganten Aufbau von C-C-Bindungen ermöglicht. Obwohl Palladium in den meisten Fällen das Metall der Wahl ist, können auch Rh-Katalysatoren geeignete Promoter für diese Aktivierung sein. Durch den Einsatz von Rhodiumkatalysatoren werden wichtige Kupplungen wie Aryl-Aryl, Aryl-Alken und Alken-Alken als viable Wege zu wertvollen organischen Gerüsten erschlossen.

Die Möglichkeit der Feinabstimmung der Reaktionsbedingungen (Temperatur, Lösungsmittel, Liganden, Basen und andere Zusätze) von Palladiumkatalysatoren macht die Palladiumkatalyse zu einem äußerst vielseitigen Werkzeug in der organisch-chemischen Synthese. Darüber hinaus verfügen Palladiumkatalysatoren über eine sehr hohe Toleranz gegenüber verschiedenen funktionellen Gruppen und sind oft in der Lage, eine ausgezeichnete Stereo- und Regiospezifität zu bieten, was dazu beiträgt, die Einführung von Schutzgruppen zu vermeiden. Diese äußerst vielseitige Katalysatorengruppe ist für Reaktionen bekannt, bei denen Kohlenstoffbindungen gebildet werden (hauptsächlich C-C, C-O, C-N und C-F), wie z. B.: Heck-Kupplung, Suzuki-Kupplung, Stille-Kupplung, Hiyama-Kupplung, Sonogashira-Kupplung, Negishi-Kupplung und Buchwald-Hartwig-Aminierung, um nur einige zu nennen.

In der heterogenen Katalyse sind Palladiumkatalysatoren wie der Lindlar-Katalysator (oder Lindlar-Palladium) sehr effizient bei der Erleichterung selektiver Hydrierungen, die die Umwandlung von Dreifachbindungen in cis-Doppelbindungen, die Monohydrierung von Polyolefinen und die Hydrierung von Aziden in Amine umfassen.

Wir möchten Sie einladen, unser umfangreiches Angebot äußerst vielseitiger homogener und heterogener Palladiumkatalysatoren kennenzulernen. Für eine noch einfachere Aufreinigung und Reinigung nach der Reaktion haben wir eine Auswahl an Pd-Trägerkatalysatoren sowie eine ganze Reihe von wiederverwertbaren und immobilisierten Pd Encat^® Katalysatoren aufgenommen, die für verschiedene Bindungsbildungs- und Hydrierungs-/Reduktionsreaktionen geeignet sind.

Unser Portfolio umfasst eine große Auswahl hochwertiger Silberkatalysatoren für die Übergangsmetallkatalyse in der organischen Synthese. Aufgrund der hohen Oxidationskraft von Silberkomplexen und des hohen Oxidationspotenzials wird häufig Silber als Katalysator verwendet. Darüber hinaus dient Silber als Aktivator, der die Elektronegativität anderer Katalysatoren, wie z. B. Gold, erhöht. Die organische und anorganische Synthese profitiert von dem stöchiometrischen Oxidationspotenzial der Silberverbindungen. Homogene, mit Silber katalysierte organische Umwandlungen unterstreichen die einzigartige Redoxchemie von Silber, mit der Reaktionen mit hoher Stereo- und Regioselektivität katalysiert werden können. Silberkatalysatoren vermitteln sowohl effiziente intermolekulare als auch intramolekulare Bindungsbildungen. Zu den heterogenen Prozessen, bei denen Silberkatalysatoren zum Einsatz kommen, gehören die NOx-Reduktion und die katalytische Oxidation von Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlendioxid (CO2). Silber(I)-Salze können in verschiedenen mit Silber katalysierten nukleophilen Additionsreaktionen und organischen Umwandlungen verwendet werden. Aufgrund des hohen Oxidationspotenzials von Ag-Ionen sind Silberkatalysen, -komplexe und -liganden für die chemische Synthese von hoher Bedeutung.

Wir bieten effiziente Platinkatalysatoren an, wie z. B. Platindioxid, auch Adams-Katalysator genannt, die für die Hydrierung verschiedener funktioneller Gruppen und die Dehydrierung in der organischen Synthese verwendet werden. Bei der Reaktion bildet sich Platinschwarz, der aktive Pt-Katalysator. Die Anwendung der Platinkatalyse auf Alkine führt zu einer syn-Addition unter Bildung eines cis-Alkens. Zwei der wichtigsten Umwandlungen mit Platinkatalysatoren sind die Hydrierung von Nitroverbindungen zu Aminen und von Ketonen zu Alkoholen. Insbesondere kann die Reduktion von Alkenen mit dem Pt-Adams-Katalysator in Gegenwart von Nitrogruppen ohne Reduktion der Nitrogruppe durchgeführt werden. Platinkatalysatoren werden gegenüber Palladiumkatalysatoren bevorzugt, um die Hydrogenolyse bei der Reduktion von Nitroverbindungen zu Aminen zu minimieren. Dieser Pt-Katalysator wird auch für die Hydrogenolyse von Phenylphosphatestern verwendet, eine Reaktion, die bei Palladiumkatalysatoren nicht stattfindet.

Vor den 1980er Jahren wurde Gold eine geringe katalytische Aktivität zugeschrieben. Weiterentwicklungen, die von F. Dean Toste (University of California, Berkeley) und anderen vorangetrieben wurden, haben Gold zu einem wichtigen Element in der Übergangsmetallkatalyse gemacht. Insbesondere Phosphin-ligierte Gold(I)-Komplexe haben sich aktuell als leistungsstarke Katalysatoren für die Bildung von C-C-Bindungen erwiesen, mit denen eine Vielzahl von Reaktionen unter milden Bedingungen durchgeführt werden kann. Die Liste der nützlichen Methoden zum Aufbau von C-C-Bindungen umfasst Cyclopropanierungen, Enyn-Isomerisierungen, Rautenstrauch-Umlagerungen, En-Reaktionen und Ringerweiterungen. Das Katalysatorsystem basiert in der Regel auf einem Phosphin-Gold(I)-Chlorid-Komplex in Kombination mit einem Silbersalz als Co-Katalysator, um die aktive Spezies in situ zu erzeugen.

Egal, welche organische oder metallorganische Katalyseanwendung bei Ihnen ansteht, wir haben genau den Übergangsmetallkatalysator, den Sie benötigen.