Hintergrund

Enzymbasierte Übergangsmetallkomplexe sind chemische Verbindungen, die eine große Zahl an Reaktionen katalysieren können, indem sie das aktive Zentrum eines Enzyms nachbilden. Im Vergleich zu Enzymen haben sie allerdings den Vorteil, dass sie einfacher zu produzieren und daher kostengünstiger, sowie unempfindlicher hinsichtlich organischer Lösungsmittel sind. Der bisherige Fokus der Forschung auf dem Feld dieser Übergangsmetallkomplexe lag im Bereich der Grundlagen. In einem nächsten Schritt soll hier nun die Immobilisierung der Komplexe erfolgen, um die technische Anwendbarkeit der Systeme zu verbessern und eine Wiederverwendbarkeit des Katalysators zu ermöglichen. Dazu sollen die Komplexe auf Partikel immobilisiert werden.

Aufgaben

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Bispidin-basierter Kupferkomplex kovalent auf Epoxy-funktionalisierte Partikel immobilisiert werden, um eine Wiederverwendbarkeit des Katalysators zu ermöglichen. Dazu müssen die entsprechenden Parameter für die Immobilisierung optimiert werden. Anschließend soll mit den Immobilisaten die katalytische Performance in der Aziridinierung von Styrol im Batch- und anschließend auch in ersten Durchflussexperimenten getestet werden. Im Fokus steht dabei vor allem die Total Turnover Number (TTON), um eine Vergleichbarkeit der katalytischen Aktivität zu Enzymen zu erlangen.

Praktische Teilaspekte der Arbeit sind:

- Optimierung der Immobilisierung des Katalysators auf Epoxy-funktionalisierten Partikeln mit Hilfe von Laborautomation

- Katalytische Experimente mit freiem und immobilisiertem Katalysator zur Umsetzung von Styrol zum entsprechenden Aziridin und Vergleich der erhaltenen Ausbeuten

- Bestimmung der TTON in kontinuierlich betriebenen Experimenten

- Übersichtliche Dokumentation der Ergebnisse in schriftlicher Form und Präsentation in einem Seminarvortrag