Nachhaltigkeit in der chemischen Wertschöpfungskette: Die Synthese und Untersuchung von Magnesium-, Aluminium- und Silizium-Katalysatoren stabilisiert durch den neuartigen, stickstoffhaltigen Chelat-Liganden, Amidoimidazolinliganden
Ziel meiner Promotion ist Herstellung reaktiver chemischer Verbindungen die als aktiven Kern ein unbedenkliches, gut verfügbares und nachhaltiges chemisches Element (z.B. Aluminium, Magnesium und Silizium) enthalten. Diese Verbindungen werden hinsichtlich ihrer Wirkung als Katalysatoren in industriell relevanten Prozessen modelliert und nachfolgend getestet. Damit wird angestrebt, bisher etablierte, jedoch mit Problemen behaftete chemische Elemente (hier speziell Edelmetalle wie Platin und Palladium) zu ersetzen.
In den letzten Jahren sind die Synthesen und Anwendungen derartiger Verbindungen im Hinblick auf die nachhaltige Umgestaltung chemischer Prozesse in den Fokus gerückt worden. Dabei spielt die Einbettung des betreffenden chemischen Elements durch ein geeignetes Rückgrat (in der Chemie als Ligand bezeichnet) eine entscheidende Rolle. In unserem Arbeitskreis haben wir ein Ligandensysteme entwickeln können, welches in einer exzellenten Stabilität zu den relevanten chemischen Elementen resultiert. Zudem ergänzen die neuen Liganden die bisher etablierten Systeme und bilden eine wertvolle Reihe, die zu einem systematischen Verständnis führt. In meiner Promotion spezialisiere ich mich auf die Herstellung von Magnesium, Silicium und Aluminium Komplexen, die auf den stickstoffhaltigen Amidoimidazolin-Chelat-Liganden basieren.[1]
Es stellt sich die Frage, welchen Einfluss das neue Ligandensystem auf die Reaktivität der zentralen Kerne hat. Insbesondere wird dabei untersucht, ob industriell relevante Substrate durch die neuen nachhaltigen Katalysatoren aktiviert und zu chemischen Wertprodukten umgesetzt werden können.
[1]: Lars Denker, Bartosz Trzaskowski, and René Frank, Chem.Commun. 2021, 57, 2816-2819.
English version
Sustainability in the chemical value chain: The synthesis and investigation of magnesium, aluminum and silicon catalysts stabilized by the novel nitrogen-containing chelating ligand, amidoimidazoline ligand
The aim of my PhD is the production of reactive chemical compounds which contain a harmless, readily available and sustainable chemical element (e.g. aluminum, magnesium and silicon) as active core. In respect of their effect as catalysts in relevant industrial processes these compounds are designed and subsequently tested. The aim is to replace previously established, but problematic chemical elements (in this case especially precious metals such as platinum and palladium).
In recent years the syntheses and applications of such compounds have come into focus with regard to the sustainable transformation of chemical processes. In this context, the embedding of the chemical element in question by a suitable backbone (called ligand in chemistry) plays a crucial role. In our research group we have been able to develop a ligand system that results in excellent stability to the relevant chemical elements. Moreover, the new ligands complement the previously established systems and form a valuable series leading to a systematic understanding. In my PhD I focus on the preparation of magnesium, silicon and aluminum complexes based on the nitrogen-containing amidoimidazoline chelate ligands.[1]
An interesting observation would be the influence of the new ligand system on the reactivity of the central nuclei. Further investigations include, whether industrially relevant substrates can be activated by the new sustainable catalysts and converted into chemical value products.
[1]: Lars Denker, Bartosz Trzaskowski, and René Frank, Chem.Commun. 2021, 57, 2816-2819.