Mechanochemie gasförmiger Reaktanten

Abstract

In den letzten Jahren hat sich die Anwendung von mechanischer Energie auf chemische Systeme wiederholt als vorteilhaft erwiesen, um chemische Umwandlungen in verschiedenen Gebieten der Chemie zu erleichtern. Eine Vielzahl von systematischen Studien belegt heute, dass die Mechanochemie vielversprechende Möglichkeiten eröffnet, die chemische Synthese zu verändern. Nicht nur allein die Fähigkeit, die Herstellung von Produkten zu ermöglichen, die durch bestehende Methoden, wie der reinen thermischen Aktivierung, unzugänglich sind, haben zu einer Anerkennung der Mechanochemie geführt. Man hat auch gemerkt, dass mechanochemische Reaktionen ihre nasschemischen Gegenstücke oft hinsichtlich der Nachhaltigkeit übertreffen. Intuitiv sind die meisten mechanochemischen Reaktionen, die durch Kugelmahlen ausgeführt werden, mit der Umwandlung von Festkörpern und Flüssigkeiten verknüpft. In den letzten Jahren hat allerdings die Anzahl mechanochemischer Reaktionen mit gasförmigen Reaktanten zugenommen. Das Ziel dieses Kurzaufsatzes ist es daher, einerseits einen Überblick über chemische Reaktionen zu geben, die den Gebrauch von gasförmigen Proben in Kugelmühlen beinhalten, und andererseits die Fortschritte der Technologien und Aufbauten der Kugelmühlen aufzuzeigen, die den sicheren Umgang mit gasförmigen Reagenzien unter mechanochemischen Bedingungen ermöglicht haben. Darüber hinaus werden Beispiele für Reaktionen aufgezeigt, die an der Grenzfläche Feststoff/Flüssigkeit/Gas–Gas stattfinden und zu einer signifikanten Verbesserung der Reaktivität oder Selektivität geführt haben. Letztendlich hoffen wir zukünftige Arbeiten anzuregen, um verbleibende Herausforderungen auf dem Gebiet der Mechanochemie anzugehen.

Mechanochemical Scholl Reaction on Phenylated Cyclopentadiene Core: One‐Step Synthesis of Fluoreno[5]helicenes

“…[32] And lastly, gaseous phase milling further broadens the horizons of mechanochemistry. [33] To examine the applicability of mechanochemistry in the preparation of fluoreno [5]helicenes, initially, FeCl 3 was chosen as an oxidant [34] together with a 15 mL ZrO 2 jar and a single piece of 4 g ZrO 2 ball as milling system. In just 1 min, with 16 equivalents (eq.)…”

1,2‐Benzothiazine Derivatives from Sulfonimidamides by Metal‐Catalyzed Annulation Reactions in Solution and under Solvent‐Free Mechanochemical Conditions

“…[19] A subsequent screening of other solvents confirmed the pronounced influence of the reaction media. To our great surprise, we had to note that in none of the tested systems (1,2-DCE, DCM, MeOH, EtOH, MeCN, and toluene), product 11 aa was formed ( Table 2, entries [11][12][13][14][15][16]. A control experiment ensured that also in HFIP the presence of the metal complex was essential for the product formation ( Table 2, entry 17).…”

“…As these results in solution were not satisfactory, we wondered if the reaction could also be performed under mechanochemical solvent-free conditions. [13,14] Hence, all components required for the catalysis were mixed in a ball mill reactor for 6 h at 25 Hz, and starting from sulfonimidamide 1 a and α-sulfonyloxyketone 3 a as substrates, 6 aa was obtained in 22% yield ( [12][13][14][15][16]. While the first three complexes were inactive leading to no product at all, the latter two afforded 6 aa in 76% and 73% yield, respectively, which had to be compared to a yield of 91% with the original catalyst.…”

Mechanochemistry of fluoride solids: from mechanical activation to mechanically stimulated synthesis

“…Nowadays, mechanochemistry is-beside inorganic materials-present in nearly all research areas of chemistry. These areas range from polymer chemistry, the formation of inorganic-organic hybrid materials, zeolites and metal-organic frameworks, from pharmaceutically relevant organic compounds, co-crystals, fullerenes, the field of heterogeneous catalysis, mechanochemical reactions with gaseous reactants [8], organo-metal complexes, metal-catalysed organic reactions, up to solvent-free mechanochemical reactions in organic chemistry (see also [1] and references therein). In a special issue of Chemical Society Reviews [9] review articles have been published representing nearly all fields of mechanochemistry, which show the aforementioned development.…”