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	172222-30-9	246047-72-3
Aggregatzustand	fest	fest
Summenformel	C43H72Cl2P2Ru	C46H65Cl2N2PRu
Molare Masse	822,96 g/mol	848,97 g/mol
Kurzbeschreibung	braun-rosafarbener Feststoff[4]	braun-rosafarbener Feststoff[5]
Schmelzpunkt	153 °C[4]	143,5–148,5 °C[5]
GHS- Kennzeichnung	Achtung[4]	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 Eintopf-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	203714-71-0	301224-40-8
Aggregatzustand	fest	fest
Summenformel	C28H45Cl2OPRu	C31H38Cl2N2ORu
Molare Masse	600,61 g/mol	626,62 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, Nr. 1, 2001, S. 18–29. doi:10.1021/ar000114f.
4. ↑ ^{a b c} Datenblatt Grubbs Catalyst, 1st Generation bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 28. Januar 2017 (PDF).
5. ↑ ^{a b c} 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, 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, 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. ↑ ^{a b c} Datenblatt Hoveyda-Grubbs Catalyst 1st Generation bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2011 (PDF).
10. ↑ ^{a b c} Datenblatt Hoveyda-Grubbs Catalyst 2nd Generation bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2011 (PDF).

Weblinks

Commons: Olefin metathesis catalysts – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Grubbs-Katalysator in der Ringschlussmetathese