Met de juiste organische liganden kan mangaan verrassend efficiënt esters hydrogeneren, en ze zo opsplitsen in twee alcoholen. De farma en de fijnchemie kunnen er hun voordeel mee doen, stellen Evgeny Pidko en collega’s van de TU/e in Angewandte Chemie.

Het voordeel zit zowel in de lage prijs van mangaan als in het feit dat dit element niet giftig, maar juist essentieel is voor mensen. Het kan absoluut geen kwaad als er een spoortje in je producten achterblijft. Veel van de tot nu toe gebruikelijke katalysatormetalen, zoals iridium, ruthenium en nikkel, zijn wél toxisch; speciaal bij farmaceutische ingrediënten moet je heel veel moeite doen om ze na de synthese volledig te verwijderen.

Om de een of andere reden is echter nooit veel onderzoek gedaan naar homogeen gekatalyseerde hydrogenering met behulp van mangaancomplexen. Als men een niet-edelmetaal wilde uitproberen koos men liever voor ijzer of kobalt.

Pas de laatste paar jaar verschijnen redelijk veel publicaties over mangaancomplexen en wordt een beetje duidelijk waar je chemisch gezien op kunt rekenen als je voor dit metaal kiest. Tot nu toe zaten er echter geen hydrogeneringskatalysatoren bij waar je serieus iets aan hebt. Zelfs van de meest actieve varianten moest je 1 à 3 mol% toevoegen, wat voor katalysebegrippen onaangenaam veel is.

Pidko en collega’s hebben nu ontdekt dat je met een simpel en goedkoop organofosfineligand wél het gewenste effect bereikt. Zo’n organofosfine is bidentaat; zowel de N als de P binden aan het metaal. De beste resultaten zijn tot nu toe bereikt met een ligand waarbij aan de P twee fenylgroepen hangen; je maakt er een mangaancomplex van door het met Mg(CO)₅Br te laten reageren waarbij je twee CO’s vervangt door één zo’n ligand; er twee liganden aan zetten kan ook, maar blijkt te veel van het goede.

Van deze kat blijk je slechts 0,2 mol% nodig te hebben om een stuk of twaalf verschillende esters (zowel alifatische als aromatische) efficiënt in tweeën te kunnen knippen, waarbij beide helften worden omgezet in alcoholen. Hoe het mechanisme precies werkt is nog niet helemaal zeker, maar de Eindhovenaren hebben wel een donkerbruin vermoeden.

Volgens Pidko zit het nog maar één stap af van industriële toepassing.

bron: TU/e, Angewandte Chemie