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Der direkte Weg zur Phosphorverbindung

Chemiker entwickeln neue Katalysemethode

© Ulrich Lennert

Wissenschaftler stellen Phosphorverbindungen durch katalytisches Verfahren her.

21.11.2019: Wissenschaftler finden effizientere und umweltfreundlichere Methode, um Produkte ohne Zwischenstufen aus weißem Phosphor herzustellen.

Pflanzenschutzmittel, Dünger, Extraktions- oder Schmiermittel – Phosphorverbindungen sind aus vielen Mitteln für den Alltag und die Industrie nicht wegzudenken. Hergestellt werden sie jedoch in einem wenig effizienten mehrstufigen Verfahren, bei dem Chlorgas verwendet wird. Chlorgas ist eine aggressive, giftige Chemikalie. Das Chlor muss anschließend wieder aus den Phosphorverbindungen entfernt werden, denn es ist nicht in den gewünschten Endprodukten enthalten, sondern wird nur für deren Herstellung benötigt.

Die Regensburger Forschergruppe um den Chemiker Prof. Dr. Robert Wolf hat nun eine katalytische Methode für die direkte Herstellung von Phosphorverbindungen entwickelt, die ohne chlorhaltige Zwischenprodukte auskommt. „Wir nutzen bei der Photoredoxkatalyse einen Iridiumkatalysator, um weißen Phosphor direkt in organische Phosphorverbindungen umzuwandeln,“ erklärt Prof. Dr. Robert Wolf. Das neue Verfahren ist einstufig und ermöglicht die direkte Synthese nützlicher Phosphorchemikalien. Der Katalysator wird hierbei in geringen Mengen benötigt, um die Reaktion zu beschleunigen. Damit ist diese Methode effizienter und umweltfreundlicher, als herkömmliche Verfahren.

Die Wissenschaftler untersuchen nun, wie sie die Iridiumverbindung durch einen anderen Photokatalysator ersetzen können, denn durch das teure Iridium ist die katalytische Methode derzeit noch mit hohen Kosten verbunden. Auch die bisher verwendeten Ausgangsmoleküle, sogenannte Aryliodide, wollen die Forscher austauschen. Durch einen günstigeren Katalysator und gut verfügbare Ausgangsmaterialien, wie Chlorbenzol, könnte das katalytische Verfahren zu Herstellung von Phosphorverbindungen auch für die Industrie eine attraktive Alternative sein.

Originalveröffentlichung:
U. Lennert, P. B. Arockiam, V. Streitferdt, D. Scott, C. Rödl, R. Gschwind, R. Wolf; "Direct Catalytic Transformation of White Phosphorus into Aryl Phosphines and Phosphonium Salts"; Nature Catalysis; 2019

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