Entwicklung katalytischer Prozesse für die Funktionalisierung von aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen durch Oxidation mit Luftsauerstoff an Übergangsmetallkomplexen

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Dieses Forschungsprojekt dient der Untersuchung der Reaktion von Sauerstoff mit einer Serie von Eisen-Catecholatkomplexen, die als funktionelle Modellverbindungen für Catechol-Dioxygenasen betrachtet werden können. Catechol-Dioxygenasen sind eisenhaltige Enzyme, die in der Natur aromatische Substrate (Catecholderivate) durch oxidative Ringöffnung zu aliphatischen Produkten abbauen. Je nach der Oxidationsstufe des Eisens wird zwischen den intradiol-spaltenden (Fe(II)) und den extradiolspaltenden (Fe(III)) Enzymen unterschieden. Wie die einzelnen Reaktionsschritte des katalytischen Cyclus der Luftoxidation und die damit erfolgende Funktionalisierung der organischen Substrate verlaufen ist bislang nicht vollständig verstanden. Daher ist das Ziel dieses Projektes eine kinetische Analyse der Umsetzungen von verschiedenen Eisenkomplexen, um diese Reaktionsmechanismen aufzuklären. Das genaue Verständnis dieser Reaktionen würde es erlauben sie zu optimieren und auch neue Verfahren der homogen katalysierten selektiven Oxidationen zu entwickeln.