Oxidation von Olefinen und Alkanen

Zusammenfassung

Komplexkatalysierte Oxidationen von Olefinen zu Carbonylverbindungen und Epoxiden finden breite Anwendung, um wertvolle Zwischenprodukte für Forschung und Industrie herzustellen. Demgegenüber sind Funktionalisierungen von Alkanen – die am wenigsten reaktiven organischen Verbindungen überhaupt – eine der großen Herausforderungen der Homogenkatalyse.

Einleitend werden der industriell bedeutende Wacker-Prozess – die durch Pd^II/Cu^II-katalysierte Oxidation von Ethen zu Acetaldehyd – sowie verwandte Reaktionen wie Oxypalladierungen von Olefinen abgehandelt. Bei der Katalyse von Epoxidationen von Olefinen stehen neben synthetischen und mechanistischen Aspekten insbesondere enantioselektive Reaktionen zur Diskussion. Abschließend werden die Prinzipien der C−H-Aktivierung von Alkanen mit Metallkomplexen und darauf aufbauend homogen katalysierte Funktionalisierungen von Alkanen – vom Shilov-System bis hin zur Pt-katalysierten Umsetzung von Methan in Oleum zu Methylsulfat – vorgestellt. Zum Vergleich wird die Wirkungsweise von Monooxygenasen besprochen, darunter die Oxidation aliphatischer C−H-Bindungen (C−H → C−OH) durch Cytochrom P450-Enzyme.