Ruthenium (Ru)

Ruthenium wird in der Homogenkatalyse in folgenden Bereichen eingesetzt:

Carbonylierungen sind Umsetzungen mit Kohlenmonoxid (CO), wobei unter Einschub einer C=O-Gruppe Aldehyde, Ketone oder Carbonsäuren gebildet werden.

Großtechnisch bedeutendstes Verfahren ist die Carbonylierung von Methanol zu Essigsäure ("Monsanto"-Prozess). Daneben gibt es Produktvarianten, zum Beispiel die Herstellung von Acetanhydrid aus Methylacetat. All diese Verfahren basieren auf Rhodium in Gegenwart iodhaltiger Verbindungen. Neuere Prozesse setzen auch auf Iridium mit Cokatalysatoren ("Cativa"-Verfahren).

Kupplungsreaktionen dienen der Verknüpfung von organischen Molekülen oder intramolekular Molekülteilen meist über eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung ("C-C-Kupplung"). Solche Reaktionen sind weit verbreitet in der Pharma-, Agro-, Fein- und Spezialitätenchemie.

Kupplungsreaktionen von Dienen lassen sich auch mit Rhodium oder gar Ruthenium durchführen. Ein technisches Verfahren mit Rh ist die Reaktion von Ethen und Butadien unter Bildung von Hexa-1,4-dien; auch die Kupplung von Dienen ist möglich.

Manche Oxidationen lassen sich großtechnisch homogen ebenfalls mit Edelmetallen durchführen. Bekanntester Fall ist das "Hoechst-Wacker-Verfahren" zur Synthese von Acetaldehyd aus Ethen und Luftsauerstoff in Gegenwart des Katalysatorsystems Palladium/Kupfer.

Ruthenium(VIII)-oxid, das sich am besten in situ aus Ruthenium-Precursor und geeigneten Oxidationsmitteln (z. B. Wasserstoffperoxid) erzeugen lässt, spaltet Alkene in Carbonsäuren oder oxidiert sekundäre Alkohole zu Ketonen. Die Alkoholoxidation ist in Gegenwart von Oxidationsmitteln auch mit Palladium möglich.

Hydrierungen sind Umsetzungen ungesättigter Moleküle mit Wasserstoff. Verbindungen von Rhodium, Ruthenium oder Iridium zählen zu den effektivsten homogenen Hydrierkatalysatoren, weil sie besonders selektiv sind.

Katalysatoren für Hydrierungen entsprechen häufig denen für Hydroformylierungen, wo H2 und CO als Reaktanden eingesetzt werden.

Bekannt ist besonders der ""Wilkinson-Katalysator“ und Dichlorotris(triphenylphosphan)ruthenium (II) zur Hydrierung insbesondere terminaler C=C.

Daneben lassen sich auch C=O, C=N und Alkine hydrieren. Ruthenium hat eine Affinität zu insbesondere C=O. Mit Iridium gelingen effektiv Hydrierungen von Iminfunktionen. Auf Basis Ruthenium sind auch Kernhydrierungen homogenkatalytisch durchführbar.

Bei Hydrierungen entsteht in prochiralen Molekülen ein Chiralitätszentrum. Wie eine rechte und linke Hand lassen sich ""chirale"" Moleküle gleicher Struktur (Summenformel, Aufbau) nur durch Spiegelung zur Deckung bringen. Chiralität ist besonders wichtig für moderne Wirkstoffe in den Bereichen des Life Science, wo fast immer nur eine einzige chirale Variante für den betreffenden Einsatz wirksam ist. Solche ""asymmetrischen Hydrierungen"" lassen sich sehr effektiv mit Edelmetallprecursor und chiralen Liganden durchführen. Heraeus bietet eine breite Palette solch industriell relevanter Precursor, meist Organometallverbindungen.

Zudem fertigt Heraeus neue Katalysatoren strikt vertraulich auf Vorgabe von Kundenspezifikationen im großtechnischen Maßstab.

Verbindung CAS-Nummer Formel Metallgehalt ca. Farbe
Carbonyldihydridotris­­(triphenylphosphane)­­ruthenium(II) * 25360-32-1 [Ru(H)2(CO)(PPh3)3] 11 % cremeweiß
Di-μ-chloro-bis[chloro(p-cymene)­­ruthenium(II)] 52462-29-0 [{RuCl(C10H14)}2(μ-Cl)2] 33 % rotbraun
Dichloro(cycloocta-1.5-diene)ruthenium(II) 50982-12-2 [RuCl2(cod)]n 35 % braun
Dichlorotris(triphenylphosphane)ruthenium(II) 15529-49-4 [RuCl2(PPh3)3] 10 % rotbraun
Ruthenium acetate * 55466-76-7 "Ru(OAc)x" 47 % schwarz
Ruthenium acetate solution 55466-76-7 "Ru(OAc)x" up to 8 % dunkelgrün

* Dieses Produkt ist auf Anfrage erhältlich. Bitte sprechen Sie uns an.“

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