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Die katalytische Hydrierung eines Alkens ist die Reduktion der C=C-Bindung unter Verwendung von molekularem Wasserstoff zur Bildung eines Alkans in Gegenwart eines Übergangsmetallkatalysators.
Der für die Hydrierung verwendete Katalysator kann heterogen sein, d. h. fein verteiltes Metall über Holzkohle, oder homogen, wie der Wilkinson-Katalysator, wodurch ein Syn-Additionsprodukt entsteht.
Da die Reaktion zu einem neuen chiralen Zentrum in dem Produkt führt, wird ein Paar enantiomerener Produkte erwartet.
Nun stellt sich die Frage: Ist es möglich, ein einzelnes Enantiomerenprodukt anstelle eines Enantiomerenpaares herzustellen?
Für ein Alken dieses Typs kann ein enantiomerer Überschuss eines der Produkte durch Hydrierung unter Verwendung eines chiralen homogenen Katalysators erreicht werden.
Dies wird als asymmetrische Hydrierung bezeichnet. Bei dieser Reaktion reduziert der chirale Katalysator die Aktivierungsenergie für die Bildung eines Enantiomers gegenüber dem anderen erheblich.
Die in der Regel verwendeten Katalysatoren sind Ruthenium- und Rhodiumkomplexe, die auf einen chiralen Phosphin-Liganden wie "BINAP" abgestimmt sind.
Obwohl der Ligand selbst keine chiralen Zentren hat, entsteht seine Chiralität durch die eingeschränkte Rotation der beiden Ringe um die Einfachbindung.
Das chelatbildende Diphosphin stellt einen chiralen Katalysator dar, bei dem das Metall an den beiden Phosphoratomen in einer chiralen Atmosphäre verankert ist.
Der Katalysator hat mehrere industrielle Anwendungen, so katalysiert er beispielsweise die asymmetrische Synthese des entzündungshemmenden (S)-Naproxens mit mehr als 98% ee.
Eine weitere Anwendung ist die asymmetrische Hydrierung von Geraniol, einem Naturstoff, der aus Rosenöl isoliert wird.
Interessanterweise erfährt Geraniol, obwohl es zwei Doppelbindungen enthält, eine Reduktion durch diejenige, die näher an der -OH-Gruppe liegt.
Daher ist für Substrate, die einer asymmetrischen Hydrierung unterzogen werden, eine benachbarte funktionelle Gruppe in der Nähe einer Doppelbindung für die Koordination mit dem Metallkatalysator unerlässlich.
Die katalytische Hydrierung von Alkenen ist eine durch Übergangsmetalle katalysierte Reduktion der Doppelbindung mit molekularem Wasserstoff zu Alkane…
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