Hydroformylierung

Die Hydroformylierung, auch als Oxosynthese bezeichnet, ist die chemische Reaktion von Alkenen (Olefinen) mit Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid unter Bildung von Alkanalen (Aldehyden).^[1]

Bedeutung

Die Hydroformylierung wurde 1938 von Otto Roelen entdeckt^[1] und diente zunächst zur großtechnischen Synthese von Waschmittelalkoholen. Heutzutage werden mehrere Millionen Tonnen Oxo-Produkte durch diesen Prozess gewonnen. Die Hydroformylierung zählt zu den atomökonomisch günstigen Verfahren, besonders, wenn die Reaktion mit hoher Regioselektivität verläuft.

Reaktion und Verfahren

Die allgemeine Reaktionsgleichung lautet:

Die Umsetzung findet an einem Cobalt-Katalysator bei ca. 120–300°C und einem Druck von mindestens 150 bar statt. Wurden hierzu anfangs noch Cobaltcarbonylhydrid als katalytisch wirkender Komplex eingesetzt, wurden in der Folge aktivere Systeme entwickelt, wie etwa ein Komplex basierend auf Rhodium und ein Triphenylphosphan (Wilkinson-Katalysator).

Katalysatorabtrennung

Rhodium-Triphenylphosphantrisulfonat-Komplex (TPPTS)

Zur besseren Rückgewinnung des wertvollen Rhodiums wurde das Ruhrchemie/Rhône-Poulenc-Verfahren in den 1980er Jahren entwickelt. Hierbei wird Rhodium mit TPPTS Triphenylphosphantrisulfonat^[2] komplexiert, das durch die Substitution mit Sulfonatgruppen hydrophilere Eigenschaften besitzt als das übliche Triphenylphosphan. Die Reaktion findet in der wässrigen Phase statt. Im Fortgang der Reaktion bildet sich eine organische Produktphase aus, die mittels Phasenabscheidung abgetrennt wird, wobei die wässrige Katalysatorphase wieder dem Reaktor zugeführt wird.

Die Hydroformylierung ist ein wichtiger großtechnischer Prozess der chemischen Industrie, da die entstehenden Alkanale dabei meist zu Alkanolen (Alkoholen) weiterverarbeitet werden. Wie aus der Reaktionsgleichung ersichtlich, entsteht ein Isomerengemisch von linearen und verzweigten Aldehyden. Durch die Wahl des Katalysators bzw. dessen Liganden kann dieses Verhältnis linearer und verzweigter Produkte beeinflusst werden, wobei in der großtechnischen Produktion im allgemeinen die linearen Aldehyde die bevorzugten Produkte sind.

Allerdings gewinnt dieser Reaktionsweg auch an Bedeutung für Produkte der Spezialchemie sowie für pharmazeutische Produkte, da besonders die verzweigten Aldehyde, wenn sie stereoselektiv gebildet werden, interessante Zwischenprodukte darstellen.

Siehe auch

• Hydrocyanierung

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Römpp CD 2006, Georg Thieme Verlag 2006.
2. ↑ W. A. Herrmann, C. W. Kohlpaintner, Angew. Chem. 1993, 105, 1588.

Weblinks

 Commons: Hydroformylation – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien