Rhodiumkatalysierte Hydroformylierung höhermolekularer Olefine in Mikroemulsionen

In der Entwicklungsgeschichte der industriellen homogenen Katalyse stellt der zweiphasige Ruhrchemie/Rhône-Poulenc-Prozeß einen Meilenstein dar, da er hohe Raum-Zeit-Ausbeuten mit einer einfachen Abtrennung und Rückführung des Katalysators kombiniert. Die zweiphasige Hydroformylierung von Olefinen mit einer Kohlenstoffkette größer als C5 wurde aufgrund niedriger Reaktionsgeschwindigkeiten bislang nicht industriell realisiert. Der Grund für die niedrigen Raum-Zeit-Ausbeuten bei der Verwendung höhermolekularer Olefine liegt in der geringen Löslichkeit des Eduktes in der wäßrigen Katalysatorlösung. Die Reaktion ist aufgrund der kleinen flüssig/flüssig-Phasengrenzfläche stofftransportlimitiert. Mikroemulsionen zeichnen sich durch ihre hohe Solubilisierungskapazität für polare und unpolare Substanzen sowie durch ihre große innere Phasengrenzfläche aus. Daher bieten sie sich als Medium für solche Reaktionen an, bei denen die Edukte nur wenig ineinander löslich sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die zweiphasige Hydroformylierung von 1-Octen in Mikroemulsionen als Reaktionsmedien untersucht. Als Katalysator kam der im RCH/RP-Verfahren verwendete Rhodium/TPPTS-Komplex zum Einsatz. Unter zahlreichen Tensiden konnten mit Alkylpolyoxethylaten die besten Ergebnisse hinsichtlich der Beschleunigung der Hydroformylierung erzielt werden. Darüber hinaus wurde der Einfluß diverser Parameter auf die Kinetik der Reaktion untersucht. Beruhend auf den experimentellen Ergebnissen wurde ein formal-kinetischer Ansatz ermittelt, der den Zusammenhang zwischen makroskopisch beobachtbarer Reaktionsrate und den Einflußfaktoren wiedergibt.