Eisen Komplexe als Katalysatoren für Redoxprozesse und chemoenzymatische Reaktionen
Innovationen im Bereich der Katalyseforschung stellen einen Schlüssel zur Lösung ökonomischer und ökologischer Herausforderungen dar. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von umweltschonenden Prozessen mit erhöhter Effizienz, reduzierten Abfallprodukten und Entsorgungskosten sowie der verringerten Verwendung von limitierenden Ressourcen. Dabei haben sich definierte, homogene Metallkomplexe als überaus nützliche Katalysatoren für Reduktions- und Oxidationsprozesse erwiesen.
Metall-katalysierte Redoxprozesse, wie zum Beispiel Hydrierungen, spielen seit Jahrzenten eine wesentliche Rolle in der organischen Synthese und finden Anwendung in großtechnischen Prozessen der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Bisher wurden für homogen katalysierte Redoxprozesse besonders häufig teure und meist giftige Übergangsmetalle wie Iridium, Rhodium oder Ruthenium verwendet. Mit dem Ziel umweltfreundlichere und Abfall-freie katalytische Prozesse zu etablieren wurde in den letzten Jahren der Fokus auf die Entwicklung von günstigen, robusten und ungiftigen Eisen-Komplexen gelegt. Dazu kommt, dass Eisen nach Aluminium das zweit häufigste Metall der Erdkruste ist (4,7 wt%) und damit in großen Mengen zur Verfügung steht. Die meisten bekannten Eisensalze und Komplexe sind kommerziell erhältlich und leicht herzustellen. Eisen ist bekannt dafür seine Oxidationsstufe leicht zu wechseln, hat einen definierten Lewis-Säure Charakter und erlaubt es damit eine Vielzahl an Transformationen zu katalysieren. Umso erstaunlicher ist, dass der neue Forschungstrend erst im letzten Jahrzehnt etabliert wurde, da bereits seit langem Eisen-basierte hoch-aktive Hydrierungskatalysatoren in der Biochemie als Eisen Hydrogenasen bekannt sind. Damit bietet sich nun die Möglichkeit das Potential von neuen Eisen-Komplexen im Hinblick auf Chemoselektivität und Reaktivität auszuschöpfen.