Directly to content
  1. Publishing |
  2. Search |
  3. Browse |
  4. Recent items rss |
  5. Open Access |
  6. Jur. Issues |
  7. DeutschClear Cookie - decide language by browser settings

Imidazolium-funktionalisierte Phosphine als ionische Fluessigkeiten und ihre Anwendung in der SILP-Katalyse

Debu, Maria

English Title: Phosphino-imidazolium salts as ionic liquids and their application in the SILP Catalysis

[img]
Preview
PDF, German
Download (2660Kb) | Terms of use

Citation of documents: Please do not cite the URL that is displayed in your browser location input, instead use the persistent URL or the URN below, as we can guarantee their long-time accessibility.

Abstract

Die Katalyse ist das ideale Instrument zur Erreichung der Ziele der „Green Chemistry“, weil Selektivität und Aktivität einer Umsetzung beeinflusst werden können. Der ideale Katalysator ist dabei komplett wiederverwendbar. Die Anwendung von Flüssig/flüssig-Zweiphasen-Systemen ist dafür eine gute Alternative, wobei die Natur des Solvents eine wichtige Rolle spielt. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von ionischen Flüssigkeiten variieren mit der Kombinationen von Kation / Anion in einem weiten Bereich; sie werden daher als „designer solvents“ bezeichnet. Das Ziel dieser Arbeit war die Synthese von Phosphino-modifizierten ionischen Flüssigkeiten, die als Liganden durch Komplexierung an Übergangsmetalle in der Zweiphasenkatalyse erfolgreich eingesetzt werden können. Ihre Anwendung in der Zweiphasenkatalyse, in SILP-Systemen und in der Optimierung der SILP-Katalyse durch den Einsatz von polaren organischen Polymeren, die die Langzeitstabilität der SILP-Systeme erhöhen sollten, wurde auch untersucht. Eine einfache, modulare und flexible Synthese für die eingesetzten Phosphino-funktionalisierten ionischen Flüssigkeiten wurde entwickelt. Im ersten Schritt werden, ausgehend von N-Methylimidazol, durch eine SN-Reaktion mit einem Alkylierungsagens, 3-Methyl-Imidazoliumhalogenide hergestellt, die in 1-Position über einen Spacer noch mit einer Halogenfunktion ausgestattet sind. Durch eine weitere SN-Reaktion dieses Halogens mit einem Phosphid können so die Phosphino-funktionalisierten Imidazolium-Salze hergestellt werden, welche ionische Flüssigkeiten darstellen, die über Phosphindonorgruppen verfügen, die ihrerseits zur Stabilisierung von Übergangsmetallfragmenten dienen. Die hergestellten Phosphino-funktionalisierten Imidazolium-Liganden wurden mit geeigneten Rh-Präkatalysatoren zuerst in der flüssigen, einphasigen Hydroformylierung eingesetzt, anschließend in der Flüssig/flüssig-Zweiphasenkatalyse mit ionischen Flüssigkeiten als zweiter Flüssigphase. Es folgte die Supported-Ionic-Liquid-Phasen-Katalyse, in denen der Präkatalysator auf einem anorganischen Träger durch Adsorption in Ab- und Anwesenheit eines polaren, organischen Polymers immobilisiert wurde. Das Polymer sollte dabei die Wechselwirkung zwischen der adsorbierten IL und dem anorganischen Trägermaterial erhöhen und so zu einer Verbesserung der Stationarität des Katalysators führen. Die Ergebnisse der verschiedenen Ansätze wurden hinsichtlich der Aktivität, Selektivität und des Recyclingverhaltens und somit hinsichtlich ihres Nutzens im Sinne der Nachhaltigkeit verglichen.

Translation of abstract (English)

Catalysis is a very effective tool to attain the objectives of “Green Chemistry”, as the activity and selectivity of the reaction can be controlled. At the same time, the ideal catalyst can be recycled completely. Use of two-phase organic liquid/liquid systems is one of the key features of the process, with the nature of the solvent playing an important role. Since the physical and chemical properties of ionic liquids can be varied specifically over a wide range by the selection of suitable cations and anions, they are called “designer solvents”. The goal of this work was to create phosphino-modified ionic liquids that can be used successfully as ligands for transition metal complexes in biphasic catalysis. Their application in biphasic catalysis, in SILP systems, and the optimisation of this SILP catalysis by the use of organic polar polymers that are supposed to increase the long-term stability of SILP systems were studied as well. An easy, flexible, and modular synthesis was developed. In the first step, N-methyl-imidazole reacts with an alkylation agent by nucleophilic substitution and 3-methyl-imidazoliumhalogenides are formed, which carry a halogen function as a spacer at position 1. By another nucleophilic substitution of this halogen by a phosphine, the phosphino-modified imidazolium salts are obtained. These represent ionic liquids and possess phosphine donor groups which allow the transition metal fragments to be stabilised. The newly designed phosphino-imidazolium salts were tested with suitable Rh pre-catalysts first during one-phase liquid hydroformylation, then during liquid/liquid biphasic catalysis with ionic liquids as second liquid phase. Then, the supported ionic liquid phase catalysis was performed, where the pre-catalysts were immobilised through adsorption on an inorganic support in the absence and after that in the presence of a polar, organic polymer. The polymer was used to increase the interaction between the adsorbed ionic liquid and the inorganic material in order to improve the stationarity of the catalysts. Subsequently, the results of the different approaches were compared with respect to their activity, selectivity, and recycling behaviour and, hence, with respect to their relevance to sustainability.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Dr. Eckhard Dinjus, Prof.
Date of thesis defense: 2 June 2006
Date Deposited: 14 Dec 2006 09:52
Date: 2006
Faculties / Institutes: Service facilities > Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Subjects: 540 Chemistry and allied sciences
Controlled Keywords: ionische Flüssigkeiten
Uncontrolled Keywords: Ionic Liquids
About | FAQ | Contact | Imprint |
OA-LogoLogo der Open-Archives-Initiative