Aluminium und Eisen: ein starkes Team

Lithiumaluminiumhydrid (LiAlH₄) wird im Tonnenmaßstab für die Reduktion von Ketonen zu Alkoholen oder von Iminen zu Aminen produziert. Diese stöchiometrischen Prozesse verbrauchen Großmengen an LiAlH₄ und produzieren aber gleichzeitig viel salzartige Lithium- und Aluminiumabfälle. Vor einiger Zeit konnte die Harder-Gruppe zeigen, dass die Imin-zu-Amin-Umsetzung unter Wasserstoff nur geringe (katalytische) Mengen an LiAlH₄ benötigt, Salzabfall wird dadurch vermieden [1, 2].

Jetzt wurde gefunden, dass nur die Zugabe einer Prise Eisenpulver zu LiAlH₄ einen Katalysator für die Reduktion von hochstabilen aromatischen Molekülen wie Benzol erzeugt. Solche Benzolreduktionen sind sehr anspruchsvoll. Obwohl Eisen und LiAlH₄ alleine nicht mit Benzol reagieren, können winzige Mengen der LiAlH₄/Eisen Kombination Benzol in Cyclohexan umsetzen. Noch besser, die Lithiumkomponente wird überhaupt nicht benötigt: Aluminium/Eisen Kombinationen sind sogar noch viel aktiver in der Benzolreduktion.

Derartige Reduktionen werden zunehmend wichtiger für die Speicherung von Wasserstoff für zukünftige Energietechnologien. Normalerweise werden solche Prozesse meist effizient von wertvollen Metallen wie Palladium oder Platin katalysiert. In dieser Hinsicht ist die Kombination von Aluminium & Eisen, die häufigsten Metalle der Erdkruste, eine nachhaltige Alternative. Wie jüngst publiziert, steckt das Geheimnis dieses Katalysators in der Aktivierung des Eisens mittels Metallverdampfung [3].

[1] Nature Catalysis 2018 https://doi.org/10.1038/s41929-017-0006-0
[2] Angewandte Chemie 2018 https://doi.org/10.1002/anie.201803804
[3] Nature Communications 2022 https://doi.org/10.1038/s41467-022-30840-4

Publikation

Knüpfer, C., Färber, C., Langer, J., Harder, S., Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202219016; Angew. Chem. 2023, e202219016. :  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202219016

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