Direktfunktionalisierung von Alkanen mit Sauerstoff und Luft

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Alkane und Olefine sind und bleiben auf absehbare Zeit die petrochemischen Grundstoffe der chemischen Industrie und der Life- Sciences-Industrie. Während Olefinveredelungsreaktionen wie die Polymerisation, Hydroformylierung, Metathese, Epoxidation, Hydrierung u. v. a. bereits intensiv erforscht wurden und in großem Maßstab technisch durchgeführt werden, sind direkte katalytische Verfahren zu einer nachhaltigen Nutzung von Alkanen und Aromaten weitgehend unbekannt. Das ist darauf zurückzuführen, dass selektive Aktivierungen von C-H-Bindungen nur in Ausnahmefällen katalytisch ablaufen. In der Vergangenheit wurden wesentliche Grundlagenerkenntnisse basierend auf wichtigen komplexchemischen Modelluntersuchungen zur C-H-Aktivierung erhalten. Jedoch ist die notwendige Übertragung der bislang erzielten Erkenntnisse in den katalytischen Bereich schwierig oder häufig überhaupt nicht möglich. Das vorliegende Projekt hat die Zielrichtung, selektive katalytische Oxidationsreaktionen von einfachen, kostengünstigen aliphatischen Verbindungen und Aromaten zu entwickeln. Konkret sollen Oxidationsreaktionen wie Hydroxylierungen von Alkanen und BTX-Aromaten untersucht werden. Ein Schwerpunkt der Arbeit werden grundlegende Studien zu den Mechanismen der Reaktionen, aber besonders auch Arbeiten zur Katalysatordeaktivierung, zu den Katalysatoraktivitäten und -umsatzzahlen einnehmen.