Nelly Franziska Nunheim

• Die vorliegende Arbeit thematisiert die rutheniumkatalysierte Oxidation von (Fettsäure)alkoholen zu den in die korrespondierenden Carbonylverbindungen. Fettsäurealdehyde sind von großem wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Interesse, da sie wertvolle Start- und Zwischenprodukte für viele Zweige der chemischen Industrie darstellen. Der Einsatz von rutheniumhaltigen Verbindungen als Katalysatoren zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität und Anpassbarkeit der gewünschten Reaktivität, sowie durch ein breitgefächertes Anwendungsgebiet aus. Die Oxidationsreaktionen im Rahmen dieser Arbeit erfolgten sowohl homogen- als auch heterogenkatalytisch unter Verwendung verschiedener rutheniumhaltiger Katalysatoren und Oxidationsmittel. Der homogenkatalytische Einsatz von simplem RuCl3 ∙ (H2O)x führte mit tert-Butylhydroperoxid als Sauerstoffquelle zur Entwicklung eines umweltfreundlichen und unter milden Bedingungen operierenden Systems für die Oxidation sekundärer Alkohole, während Fettsäurealkohole unter Einsatz von Trimethylamin- N-oxid als Oxidationsmittel in die korrespondierenden Aldehyde überführt werden konnten. Die Heterogenisierung von RuCl3 ∙ (H2O)x erfolgte auf harnstofffunktionalisierten Kieselgelen, welche auch als Trägermaterial für Rutheniumnanopartikel eingesetzt wurden. Diese Kieselgelderivate wurden durch Kopplung von (3-Isocyanatopropyl)trialkoxysilylverbindungen mit primären und sekundären Aminen und anschließendem Postgrafting der resultierenden Silanprecursoren hergestellt. Für einen Teil der Materialien erfolgte zusätzlich eine Desaktivierung der Silanolgruppen auf der Materialoberfläche durch Austausch der Hydroxygruppen gegen Trimethylsilyloxyeinheiten. Die heterogenkatalytische Oxidation von Alkoholen – sowohl mit RuCl3 ∙ (H2O)x als auch mit Rutheniumnanopartikeln - erfolgte ebenfalls unter Verwendung von Trimethylamin-N-oxid als Sauerstoffquelle und zeigt Potential für zukünftige Untersuchungen zur Wiederverwendbarkeit der Katalysatormaterialien. Neben RuCl3 ∙ (H2O)x und Rutheniumnanopartikeln wurde auch ein rutheniumhaltiges Polyoxometallat für die Oxidation von sekundären und primären Alkoholen unter Verwendung von tert-Butylhydroperoxid bzw. Trimethylamin-N-oxid eingesetzt, wobei die für RuCl3 ∙ (H2O)x optimierten Reaktionsbedingungen erneut angewandt wurden.