Neue Klasse von stabilen Nickel-Komplexen entwickelt

Einfache Handhabung für die praktische Anwendung in der Nickel-Katalyse

13.01.2021 - Deutschland

60 Jahre nach Entdeckung des Nickeleffektes am MPI für Kohlenforschung hat das Team um Josep Cornellà am Mülheimer Institut nun einfach herzustellende und stabile Nickel-Stilben Komplexe entwickelt. Die Komponenten sorgen bei Anwendern für hohe Aufmerksamkeit und die Lizensierung läuft äußerst erfolgreich.

Der Einsatz von Nickel als Katalysator zur Knüpfung chemischer Bindungen hat für die chemische Industrie große Bedeutung – der Nutzen reicht von der Produktion von Feinchemikalien bis zur Synthese von Arzneimitteln, Insektiziden und Pestiziden. Zur Herstellung von Nickelkomplexen nutzt die Industrie seit vielen Jahrzehnten Nickel-Cyclooctadien Ni(COD)2, eine Komponente, die vor rund 60 Jahren am MPI für Kohlenforschung vom damaligen Institutsdirektor Günther Wilke entdeckt wurde. Ni(COD)2 erweist sich seit langem als nützliche Quelle, erfordert jedoch eine äußert komplexe Handhabung. Da es sich sofort an der Luft zersetzt und sehr temperaturempfindlich ist, benötigt man Gloveboxen mit Schutzgasatmosphäre oder „Schlenk“-Techniken, welche die Anwendung und Aufbewahrung aufwändig gestalten.

Gruppenleiter Dr. Josep Cornellà vom MPI für Kohlenforschung gelang es nun, eine neuartige Serie an Ni(0)-Stilben Komplexen zu entwickeln, die gegenüber Luft und bei höheren Temperaturen als Ni(COD)2 stabil sind. Die neuen Komplexe eröffnen eine Fülle katalytischer Transformationen und sind ein einfacher, praktischer und vielseitiger Ersatz für Ni(COD)2. Die mit dem MPI für Kohlenforschung verbundene Studiengesellschaft Kohle mbH (SGK), welche die Patente des Institutes betreut, und Max Planck Innovation, welche für den Technologietransfer und die Vermarktung von Patenten aus Max-Planck-Instituten weltweit zuständig ist, verzeichnen eine erstaunlich große Nachfrage nach der neuen Katalysatorkomponente.

„In meinen 13 Jahren bei Max Planck Innovation habe ich noch keine Technologie betreut, bei der sich so viele Firmen proaktiv wegen einer Lizenz bei uns gemeldet haben, und auch das von Herrn Cornellà berichtete Interesse der Endanwender aus Industrie und Wissenschaft an dem neuen Nickelkomplex erscheint mir ungewöhnlich hoch“, erzählt Lizenzmanager Dr. Lars Cuypers von Max Planck Innovation. Die Technologietransfer-Organisation konnte eine erste Lizensierung der neuartigen Katalysatoren mit dem US-Amerikanischen Feinchemikalienhersteller STREM Chemicals vereinbaren, welche die Komponente nun an Kunden aus Wissenschaft und Forschung vertreibt.

Auch Patentanwalt Dr. Matthias Nobbe von der SGK in Mülheim an der Ruhr freut sich, dass die nutzvolle Erfindung des Instituts nun für Anwender verfügbar ist: „Nach der ersten Veröffentlichung von Dr. Cornellà zu den neuartigen Katalysatoren haben wir sofort ein sehr starkes Interesse der wissenschaftlichen Community weltweit erkannt. Wir sind sehr zufrieden, dass mit STREM Chemicals ein etablierter und starker Partner gefunden wurde, der die neuen Katalysatoren für die wissenschaftliche und industrielle Forschung leicht verfügbar macht. Und wir freuen uns über weitere Anfragen für zukünftige technische Großanwendungen, denen wir feldexklusive Lizenzen anbieten können“.

Die unter der Leitung von Dr. Josep Cornellà vom MPI für Kohlenforschung entwickelte neue Familie von binären 16-Elektronen-Ni(0)-Stilben Komplexe ist bei Raumtemperatur und an der Luft über lange Zeiträume von ca. einem Monat stabil. Ihre Eigenschaften ähneln dem bisher verwendeten – aber instabilen - Nickel-Cyclooctadien Ni(COD) 2 hinsichtlich Ligandenaustausch, katalytischer Reaktivität und kinetischem Profil. Eine Handhabung in inerter Atmosphäre und der Einsatz von Schlenktechniken entfällt. Nähere Informationen zu den wissenschaftlichen Hintergründen finden sich in den Publikationen „An Air-Stable Binary Ni(0)-Olefin Catalyst” aus der Fachzeitschrift Nature Catalysis sowie „A Robust 16-Electron Ni(0)-Olefin Complex for Catalysis” aus Organometallics.