Salzmetathese
Metathese bedeutet so viel wie Platzwechsel, Umstellung und bezeichnet eine chemische Reaktion, bei der ein Austausch der Rest an substituierten Olefinen wechselseitig erfolg. Dies kann sowohl an Doppelbindungen als auch an Dreifachbindungen erfolgen. In jedem Fall ist jedoch der Einsatz eines Katalysators notwendig, meist werden Wolfram- oder Ruthenium als Zentralatom im Katalysator verwendet (Schrock- und Grubbskatalysatoren). Schematische vereinfachte Darstellung einer Metathesereaktion an Disubstituierten Olefinen:
A-=-B + C-=-D → A-=-C + B-=-D
Die Reaktion ist bereits seit den 70er Jahren bekannt. Ein mechanistischer Vorschlag wurde von Yves Chauvin gemacht. Allerdings waren bis zu Beginn der 80er Jahre die Katalysatoren noch sehr undefiniert, als dass die Reaktion hätte gezielt genutzt werden können.
Es ist Robert Grubbs und Richard R. Schrock zu verdanken, dass jetzt Katalysatoren zur Verfügung stehen, die es erlauben, die Reaktion zu steuern. Dadurch ist die Metathese zu einem der wichtigsten Ergänzungen des Handwerkzeugs des präperativen organischen Chemikers geworden und stellt so die bedeutendste Neuerung der letzten Jahre dar.
Eine bedeutsame Anwendung der Metathese ist die so genannte Ringschlussmetathese, als deren Ergebnis im Labor große ringförmige organische Moleküle erzeugt werden können. Große Ringe sind eines der wichtigsten Strukturelemente vieler Naturstoffe - von Geruchsstoffen, Antibiotika, Hormonen, Pheromonen, aber auch von Herbiziden.
Den Forschern Robert Grubbs und Richard R. Schrock wurde im Jahr 2005 für ihre wegweisenden Arbeiten zur Chemie der reaktiven Metallcarben-Komplexe und deren Anwendung in der katalytischen Olefin-Metathese gemeinsam mit dem Theoretiker Yves Chauvin der Nobelpreis für Chemie zuerkannt. Sie haben die Synthese von Olefinen aus einfachen ungesättigten Kohlenwasserstoffen unter Mitwirkung eines Katalysators in erheblichem Maße mitentwickelt. Die Olefinmetathese nimmt mittlerweile einen wichtigen Platz im modernen chemischen Syntheserepertoire ein und hat auch eine zunehmende wirtschaftliche Bedeutung.
Anorganische Metathesereaktion
Bei einer anorganischen Metathesereaktion tauschen Kationen und Anionen ihre Partner aus. Reaktionen dieser Art kommen in wässriger Lösung häufig vor.
In wässriger Lösung laufen sie ab, wenn ein Niederschlag, ein Gas oder ein schwacher Elektrolyt gebildet wird.
Metathesereaktionen sind von Redoxreaktionen abzugrenzen.
Ein Beispiel ist die Bildung von Silberchlorid in wässriger Lösung:
AgNO3(aq) + NaCl(aq) --> AgCl(s) + NaNO3(aq)
Das Silberchlorid AgCl fällt aus, was durch das (s) dargestellt wird.
Siehe auch
Literatur
- R. H. Grubbs (Ed.): Handbook of Metathesis, Wiley-VCH, Weinheim, 2003, 3 Bände, ISBN 3-527-30616-1.