Grubbs-Katalysatoren

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

Es gibt zwei Generationen des Katalysators.[1][2]

Im Gegensatz zu anderen Olefinmetathese-Katalysatoren ist der Grubbs-Katalysator unempfindlich gegenüber funktionellen Gruppen im Olefin und einsetzbar in einem weiten Spektrum von Lösungsmitteln.[3] Aus diesem Grund ist der Katalysator vielseitig einsetzbar.

Grubbs-Katalysatoren
Grubbs-Katalysatoren
Name Grubbs I Grubbs II
Strukturformel
Andere Namen Benzylidenbis(tricyclohexylphosphin)
dichlororuthenium		Benzyliden[1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-2-
imidazolidinyliden]dichloro
(tricyclohexylphosphin)ruthenium
CAS-Nummer 172222-30-9246047-72-3
Aggregatzustand festfest
Summenformel C43H72Cl2P2RuC46H65Cl2N2PRu
Molare Masse 822,96 g/mol848,97 g/mol
Kurzbeschreibung braun-rosafarbener Feststoff[4]braun-rosafarbener Feststoff[5]
Schmelzpunkt 153 °C[4]143,5–148,5 °C[5]
GHS-
Kennzeichnung
Gefahrensymbol Gefahrensymbol
Achtung[4]
Gefahrensymbol
Achtung[5]
H- und P-Sätze 315​‐​319​‐​335 228
keine EUH-Sätze keine EUH-Sätze
261​‐​305+351+338 210

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,[6] Phenyldiazomethan und Tricyclohexylphosphin in einer Ein-Topf-Reaktion gewonnen werden.[7] 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.[8] 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 aromatischen Ether besetzt, der aus dem carbengebundenen Rest stammt.

Grubbs-Hoveyda-Katalysatoren
Name Grubbs-Hoveyda I Grubbs-Hoveyda II
Strukturformel

Cy = Cyclohexyl
Andere Namen Dichloro(o-isopropoxyphenylmethylen)
(tricyclohexylphosphin)ruthenium(II)		1,3-Bis(2,4,6-trimethylphenyl)
-2-imidazolidinyliden)dichloro
(o-isopropoxyphenylmethylen)ruthenium
CAS-Nummer 203714-71-0301224-40-8
Aggregatzustand festfest
Summenformel C28H45Cl2OPRuC31H38Cl2N2ORu
Molare Masse 600,61 g/mol626,62 g/mol
Kurzbeschreibung brauner Feststoff[9] grüner Feststoff[10]
Schmelzpunkt 195–197 °C[9]216–220 °C[10]
GHS-
Kennzeichnung
keine GHS-Piktogramme
[9]
keine GHS-Piktogramme
[10]
H- und P-Sätze keine H-Sätze keine H-Sätze
keine EUH-Sätze keine EUH-Sätze
keine P-Sätze keine P-Sätze

Einzelnachweise
  1. Grubbs R.H.: Handbook of Metathesis. Wiley-VCH, Germany, 2003.
  2. 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).
  3. Trnka, T. M.; Grubbs, R. H.: The Development of L2X2Ru=CHR Olefin Metathesis Catalysts: An Organometallic Success Story. In: Accounts of Chemical Research. 34. Jahrgang, Nr. 1, 2001, S. 18–29, doi:10.1021/ar000114f.
  4. Datenblatt Grubbs Catalyst, 1st Generation bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 28. Januar 2017 (PDF).
  5. Datenblatt Grubbs Catalyst, 2nd Generation bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 28. Januar 2017 (PDF).
  6. Scholl, M.; Ding, S.; Lee, C. W.; Grubbs, R. H.: Synthesis and Activity of a New Generation of Ruthenium-Based Olefin Metathesis Catalysts Coordinated with 1,3-Dimesityl-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene Ligands. In: Organic Letters. 1. Jahrgang, Nr. 6, 1999, S. 953–956, doi:10.1021/ol990909q.
  7. Schwab, P.; Grubbs, R. H.; Ziller, J. W.: Synthesis and Applications of RuCl2(=CHR')(PR3)2: The Influence of the Alkylidene Moiety on Metathesis Activity. In: Journal of the American Chemical Society. 118. Jahrgang, Nr. 1, 1996, S. 100–110, doi:10.1021/ja952676d.
  8. Dieser Ligand ist ein Stickstoffcarben (NHC) und das Ruthenium ist zwischen den zwei Carben-Gruppen koordiniert.
  9. Datenblatt Hoveyda-Grubbs Catalyst 1st Generation bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2011 (PDF).
  10. Datenblatt Hoveyda-Grubbs Catalyst 2nd Generation bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2011 (PDF).
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