Chitosan als Trägermaterial für Katalysatoren für ausgewählte Flüssigphasenreaktionen

Schüßler, Stefan

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde Chitosan auf seine Tauglichkeit als Trägermaterial für Katalysatoren untersucht. Dazu wurde das Biopolymer Chitosan durch das Einführen von Seitengruppen oder durch Vernetzung modifiziert. Hierbei kamen unter anderem Dialdehyde, Diisocyanate, Salicylaldehyd sowie andere Stoffe zum Einsatz. Die so hergestellten Trägersysteme wurden mit Pd(II)-Verbindungen beladen und anschließend mittels NaBH4 chemisch reduziert. Die so gewonnenen Supporte und Katalysatoren wurden mittels IR-Spektroskopie, ICP-MS, TGA sowie Elementaranalyse charakterisiert. Die Katalysatoren wurden hauptsächlich in der Flüssigphasenhydrierung von ungesättigten Carbonylverbindungen, Olefinen, Alkinen und anderen Edukten verwendet. Hierbei kam ein modernes Mikrowellenreaktorsystem zum Einsatz. Es wurde zum einen die Aktivität der Katalysatoren untersucht, zum anderen die Selektivität bezüglich der Hydrierung verschiedener funktioneller Gruppen. Die Katalysatoren wurden auf diesem Wege an ausgewählten Edukten verglichen. Abschließend wurden die Katalysatoren auf ihr Recyclingverhalten geprüft. Weitere Untersuchungen befassten sich mit der Suzuki- und der Heck-Reaktion, wobei verschiedene Eduktkombinationen geprüft und der Einfluss von einigen Reaktionsparametern untersucht wurde. Es zeigte sich das sich die hier hergestellten Katalysatoren gut geeignet sind für die Flüssigphasenhydrierung und selektiv C-C-Doppelbindungen in Anwesenheit von Carbonylfunktionen hydrieren können. Im Vergleich der Systeme zeigte sich, dass die Art der Modifizierung des Chitosans Einfluss nimmt auf die Aktivität sowie die Selektivität in der Hydrierung. Des Weiteren stellte sich die Methode der Vernetzung mittels Diisoccyanaten vorteilhaft für das Recyclingverhalten heraus. Im Rahmen der Suzuki- und Heck-Reaktion wurde gefunden, dass die Katalysatoren geeignet sind, verschiedene Edukte zur Reaktion zu bringen, wobei gute Selektivitäten ermittelt wurden.

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Schüßler, Stefan: Chitosan als Trägermaterial für Katalysatoren für ausgewählte Flüssigphasenreaktionen. 2012.

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