Alkali- und Seltenerd-Metall-Komplexe eines Tetraaza-Makrocyclus als homogene Katalysatoren

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine neue Route für die Synthese des Aza-Makrocyclus (Me3TACD)H entwickelt, verschiedene (Erd-)Alkali-(Me3TACD)-Komplexe erhalten und die dargestellten Allyl/Alkyl-Seltenerd-(Me3TACD)-Komplexe (Ln = Sc, Y, La und Ce) auf ihre katalytische Wirksamkeit bezüglich der Umsetzung von Furanderivaten sowie der Polymerisation von Olefinen getestet. Über zwei Stufen (Formylierung und Reduktion) kann (Me3TACD)H nach drei Tagen in einer Gesamtausbeute von mindestens 60% (hohe Reinheit) erhalten werden. Die Umsetzung mit dem Lithiierungsmittel n Butyllithium liefert durch Variation des Stoffmengenverhältnisses (1: 1, 2: 3 und 1: 2) die Produkte [Li(Me3TACD)]2, [Li3(µ 2 - n Butyl)(Me3TACD)2] und [Li4(µ 2 - n Butyl)2(Me3TACD)2]. Sowohl das Vorliegen einer dimeren Struktur als auch Einlagerungen überschüssiger Lithiierungsmittel konnten mittels Einkristallstrukturanalyse bestätigt werden. Es handelt sich hierbei um bis zu viersprossige Leiterstrukturen mit den Zentren Li2+xN2Cx (x = 0–2). Im Rahmen des Exzellenzclusters Tailor-Made Fuels from Biomass (TMFB, „Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse“) wurde die Umsetzung der Furanderivate 2-Methylfuran, 2,5-Dimethylfuran, Furan und Furfural sowohl mit Phenylsilan als auch mit Wasserstoff unter Verwendung katalytischer Mengen von [MR2(Me3TACD)] (M = Sc, Y, La, Ce; R = CH2SiMe3, C3H5) und [Y(Me3TACD)H2]3 untersucht. Die Hydrosilylierung von Furfural lieferte nach 7 min bei 25 °C die Additionsprodukte Bis(furan-2-methoxy)phenylsilan und Tris(furan-2-methoxy)phenylsilan, wobei das Produktverhältnis katalysatorabhängig ist. Die Hydrierung (5–7 bar) von Furfural lieferte eine unvollständige Reaktion zu den Produkten Furfurylalkohol und Furfuryl-2-furoat, wobei Umsatz und Produktverhältnis an den verwendeten Katalysator gebunden sind. Die Hydrierung von Furan bzw. 2-Methylfuran führte je zu Spuren (= 2%) von 2-Buten bzw. 2-Penten (cis: trans: ~ 1: 1). Die Synthesen von Tris(allyl)scandium, anionischer Tetra(allyl)scandium-Komplexe und kationischer Bis(allyl)scandium-Komplexe sind aufgeführt. Die Kristallstruktur von Tris(allyl)scandium weist zwei n3 -koordinierte und einen n1 -koordinierten Allylliganden auf. In [Sc(C3H5)2(THF)3][BPh4] sind die beide Allylliganden n3 -koordiniert. Die katalytische Wirksamkeit (bezüglich der Polymerisation von Olefinen) eines kationischen Bis(allyl)scandium-Komplexes sowie die Umsetzung von Tris(allyl)scandium mit (Me3TACD)H zu den Produkten [Sc(C3H5)2(Me3TACD)] und [Sc(? 3 -C3H5)(? 1 -CH2Ph)(Me3TACD)] sind beschrieben.