Neue Wege in der Stickstofffixierung, Teil 5
Umwege, Abwege, Auswege - und völlig neue Ansätze
Die Zukunft wird zeigen, ob die Hauptgruppenelement-Übergangsmetall-Atrane wirklich der richtige Ansatz sind, um das Problem der milden Stickstofffixierung endgültig zu lösen. Vielleicht sind diese Komplexe dafür auch ungeeignet. Auf jeden Fall sind sie aufgrund ihrer vielfältigen Variationsmöglichkeiten interessante Forschungsobjekte aus denen sich sicher neue Ansätze für katalytische Reaktionen ergeben.
Eine solche neuartige Reaktion ist die eisenkatalysierte Hydrosilylierung über die Tondreau et al. berichteten (A. M. Tondreau,C. C. Hojilla Atienza, K. J. Weller, S. A. Nye, K. M. Lewis, J. G. P. Delis, P. J. Chirik: Iron Catalysts for Selective Anti-Markovnikov Alkene Hydrosilylation Using Tertiary Silanes, Science 335 (2012) 567-570. Volltext hier abrufbar.) Die Hydrosilylierung wird in industriellem Maßstab als homogen katalysierte Reaktion ausgeführt und dient zur Herstellung zahlreicher Konsumgüter. Die Reaktion wird hauptsächlich mit teuren Platin- oder Rhodiumkatalysatoren katalysiert. In der neuen Variante dient ein zweikerniger Eisen-Stickstoffkomplex als Präkatalysator für diese katalytische Reaktion (Abbildung 1).
Abbildung 1: Eisenkomplex zur Hydrosilylierung (oben) und katalysierte Reaktion (unten) nach Science 335 (2012) 567-570.
Einen völlig anderen Weg in Richtung Stickstofffixierung gehen Shima et al. mit einem dreikernigen Titan-Cluster. Dieser besteht aus drei Cyclopentadienyl-Titan-Einheiten, die über Wasserstoffatome verbrückt sind. Diese hoch reduzierte Verbindung ist in der Lage, Stickstoff aufzunehmen, zu spalten und in Form eines Imid-Nitrid-Komplexes zu binden, wie es in Abbildung 2 dargestellt ist (T. Shima, S. Hu, G. Luo, X. Kang, Y. Luo, Z. Hou: Dinitrogen Cleavage and Hydrogenation by a Trinuclear Titanium Polyhydride Complex, Science 340 (2013) 1549-1552). Einen Kommentar zu dieser neuartigen Reaktion unter dem Titel "More Can Be Better in N2 Activation" findet man hier: Science 340 (2013) 1530-1531.
Abbildung 2: Stickstofffixierung mit einem dreikernigen Titan-Hydrid-Cluster nach Science 340 (2013) 1549-1552.
Wie wird der neue Weg zur milden, umweltschonenden, effektiven Stickstofffixierung im technischen Maßstab aussehen? Wir wissen es (noch) nicht. Que Ser, Sera...
Quelle: Wikimedia Commons
Keine Kommentare:
Kommentar veröffentlichen