Grubbs-Katalysatoren

2024-01-16T16:29:48Z

Pythonik: Austausch der Strukturformel (Grubbs II) um den Carbencharakter hervozuheben (beantwortet einen Kommentar von 2012 und erlaubt korrekte Berechnung der Summenformel)

Der '''Grubbs-Katalysator''' ist ein [[Ruthenium]]-[[Carbene|Carben]]-[[Komplexchemie|Komplex]], der nach seinem Entdecker [[Robert H. Grubbs]] benannt wurde und in der [[Olefinmetathese]] Anwendung findet.

Es gibt zwei Generationen des [[Katalysator]]s.<ref>Grubbs R.H.: ''[http://www.wiley-vch.de/publish/en/books/bySubjectCH00/ISBN3-527-30616-1 Handbook of Metathesis]''. Wiley-VCH, Germany, ''2003''.</ref><ref>Grubbs R.H., Trnka T.M.: ''Ruthenium-Catalyzed Olefin Metathesis''. in Ruthenium in Organic Synthesis (S.-I. Murahashi, Ed.), Wiley-VCH, Germany, ''2004'' ([[doi:10.1002/3527603832.ch6]]).</ref>

Im Gegensatz zu anderen Olefinmetathese-Katalysatoren ist der Grubbs-Katalysator unempfindlich gegenüber funktionellen Gruppen im Olefin und einsetzbar in einem weiten Spektrum von [[Lösungsmittel]]n.<ref name="trnka">{{cite journal|title=The Development of L2X2Ru=CHR Olefin Metathesis Catalysts: An Organometallic Success Story| author= Trnka, T. M.; Grubbs, R. H. |journal= [[Accounts of Chemical Research]]| date=2001| volume=34| issue=1| pages= 18–29 | doi=10.1021/ar000114f}}</ref>
Aus diesem Grund ist der Katalysator vielseitig einsetzbar.

== Grubbs-Katalysatoren ==

{| class="wikitable centered" style="text-align:center"
|- class="hintergrundfarbe6"
! colspan="7"| Grubbs-Katalysatoren
|- class="hintergrundfarbe5"
| align="left" | Name
| Grubbs I
| Grubbs II
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Strukturformel
| [[Datei:Grubbs Catalyst 1st Generation.svg|180px]] || [[File:Grubbs catalyst Gen2.svg|210px]]
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Andere Namen
| Benzylidenbis(tricyclohexylphosphin) dichlororuthenium || Benzyliden[1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-2- imidazolidinyliden]dichloro (tricyclohexylphosphin)ruthenium
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[CAS-Nummer]]
| {{CASRN|172222-30-9|Q27281316|KeinCASLink=1}} || {{CASRN|246047-72-3|Q27264577}}
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Aggregatzustand]]
| fest || fest
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Summenformel]]
| C43H72Cl2P2Ru || C46H65Cl2N2PRu
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Molare Masse]]
| 822,96 g/mol || 848,97 g/mol
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Kurzbeschreibung
| braun-rosafarbener Feststoff<ref name="sigma1" /> || braun-rosafarbener Feststoff<ref name="sigma2" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Schmelzpunkt]]
| 153 °C<ref name="sigma1">{{Sigma-Aldrich|ALDRICH|579726|Name=Grubbs Catalyst, 1st Generation|Abruf=2017-01-28}}</ref> || 143,5–148,5 °C<ref name="sigma2">{{Sigma-Aldrich|ALDRICH|569747|Name=Grubbs Catalyst, 2nd Generation|Abruf=2017-01-28}}</ref>
|- 
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien|GHS- Kennzeichnung]]
| {{GHS-Piktogramme|02|07}}Achtung<ref name="sigma1" />
| {{GHS-Piktogramme|02}}Achtung<ref name="sigma2" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" rowspan="3" | [[H- und P-Sätze]]
| {{H-Sätze|315|319|335}}
| {{H-Sätze|228}}
|-
| {{EUH-Sätze|-}}
| {{EUH-Sätze|-}}
|-
| {{P-Sätze|261|305+351+338}}
| {{P-Sätze|210}}
|}

=== Katalysator der ersten Generation ===
Die erste Generation des Katalysators wurde oft eingesetzt zur ringöffnenden Polymerisation via Metathese (ROMP) und zur Ringschlussmetathese (vor allem zur Gewinnung großer Ringe). Der Katalysator kann auf einfache Weise aus RuCl2(PPh3)3,<ref name="scholl">{{cite journal|title=Synthesis and Activity of a New Generation of Ruthenium-Based Olefin Metathesis Catalysts Coordinated with 1,3-Dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene Ligands|author=Scholl, M.; Ding, S.; Lee, C. W.; Grubbs, R. H. |journal=[[Organic Letters]] |date=1999| volume=1 |issue=6| pages=953–956| doi=10.1021/ol990909q}}</ref> Phenyldiazomethan und [[Tricyclohexylphosphan|Tricyclohexylphosphin]] in einer Eintopf-Reaktion gewonnen werden.<ref>{{cite journal|title=Synthesis and Applications of RuCl2(=CHR')(PR3)2: The Influence of the Alkylidene Moiety on Metathesis Activity | author=Schwab, P.; Grubbs, R. H.; Ziller, J. W. |journal=[[Journal of the American Chemical Society]]| date=1996 |volume=118 |issue=1| pages=100–110| doi=10.1021/ja952676d}}</ref> Der Grubbs-Katalysator ist relativ stabil an Luft, was die Handhabung vereinfacht.

=== Katalysator der zweiten Generation ===
Die zweite Katalysatorgeneration wird in denselben Reaktionen eingesetzt wie die der ersten Generation, besitzt aber eine wesentlich höhere Aktivität. Der Katalysator ist luftstabil und wird hergestellt aus dem Katalysator der ersten Generation und dem Alkoxy-geschützten 1,3-Dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-yliden.<ref>Dieser Ligand ist ein Stickstoffcarben (NHC) und das Ruthenium ist zwischen den zwei Carben-Gruppen koordiniert.</ref> Beide Generationen des Katalysators sind kommerziell erhältlich.

Im Jahre 2005 wurden [[Robert H. Grubbs]], [[Richard R. Schrock]] und [[Yves Chauvin]] mit dem [[Nobelpreis]] für ihre Entdeckungen um den Katalysator und die Anwendung in der Olefin-Metathese ausgezeichnet.

=== Hoveyda-Katalysatoren ===
Die ''Hoveyda-Katalysatoren'' (auch ''Grubbs-Hoveyda-Katalysatoren'') unterscheiden sich von den herkömmlichen Grubbs-Katalysatoren an einer Position. Ein Tricyclohexylphosphin-Ligand wurde entfernt und die freie Koordinationsstelle wird von einem [[Aromaten|aromatischen]] [[Ether]] besetzt, der aus dem carbengebundenen Rest stammt.

{| class="wikitable centered" style="text-align:center"
|- class="hintergrundfarbe6"
! colspan="7"| Grubbs-Hoveyda-Katalysatoren
|- class="hintergrundfarbe5"
| align="left" | Name
| Grubbs-Hoveyda I
| Grubbs-Hoveyda II
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Strukturformel
| [[Datei:Hoveyda-katalysator.svg|210px]] Cy = [[Cyclohexan|Cyclohexyl]] || [[Datei:Hoveyda-Katalysator-II.svg|350px]]
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Andere Namen
| Dichloro(''o''-isopropoxyphenylmethylen) (tricyclohexylphosphin)ruthenium(II) || 1,3-Bis(2,4,6-trimethylphenyl) -2-imidazolidinyliden)dichloro (''o''-isopropoxyphenylmethylen)ruthenium
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[CAS-Nummer]]
| {{CASRN|203714-71-0|Q72466609|KeinCASLink=1}} || {{CASRN|301224-40-8|Q72447474}}
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Aggregatzustand]]
| fest || fest
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Summenformel]]
| C28H45Cl2OPRu || C31H38Cl2N2ORu
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Molare Masse]]
| 600,61 g/mol || 626,62 g/mol
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Kurzbeschreibung
| brauner Feststoff<ref name="SigmaHGC1">{{Sigma-Aldrich|ALDRICH|577944|Name=Hoveyda-Grubbs Catalyst 1st Generation|Abruf=2011-05-03}}</ref>
| grüner Feststoff<ref name="SigmaHGC2">{{Sigma-Aldrich|ALDRICH|569755|Name=Hoveyda-Grubbs Catalyst 2nd Generation|Abruf=2011-05-03}}</ref>
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Schmelzpunkt]]
| 195–197 °C<ref name="SigmaHGC1" /> || 216–220 °C<ref name="SigmaHGC2" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien|GHS- Kennzeichnung]]
| {{GHS-Piktogramme|-}}<ref name="SigmaHGC1" />
| {{GHS-Piktogramme|-}}<ref name="SigmaHGC2" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" rowspan="3" | [[H- und P-Sätze]]
| {{H-Sätze|-}}
| {{H-Sätze|-}}
|-
| {{EUH-Sätze|-}}
| {{EUH-Sätze|-}}
|-
| {{P-Sätze|-}}
| {{P-Sätze|-}}
|}

== Einzelnachweise ==
<references />


== Weblinks ==
{{Commonscat|Olefin metathesis catalysts}}
* [https://www.organische-chemie.ch/OC/Namen/Ringschlussmetathese.htm Grubbs-Katalysator in der Ringschlussmetathese]

[[Kategorie:Komplex]]
[[Kategorie:Rutheniumverbindung]]
[[Kategorie:Katalysator]]
[[Kategorie:Metallorganische Verbindung]]
[[Kategorie:Chemikaliengruppe]]

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Grubbs-Katalysatoren