Elektronentransferkatalyse

Die Elektronentransferkatalyse ist eine durch Elektronenübertragung bewirkte Form der Katalyse.

Reaktionsmechanismus

Ein typisches Reaktionsschema der Elektronentransferkatalyse ist wie folgt:

\mathrm {(1)\ A+\ e^{-}\ \longrightarrow \ A^{\cdot -}}

\mathrm {(2)\ A^{\cdot -}\ \longrightarrow \ B^{\cdot -}}

\mathrm {(3)\ B^{\cdot -}+\ A\ \longrightarrow \ A^{\cdot -}+\ B}

Die Reaktion kann auch über Radikalkationen ablaufen.[1] Die radikalische-nukleophile Substitution (S_RN1) von Halogenaromaten ist ein Beispiel für eine Elektronentransferkatalyse. Dabei wird ein Halogen durch ein Nukleophil über ein intermediäres freies Radikal ersetzt.

Generelles Reaktionsschema einer SRN1-Reaktion

Als Nukleophile dienen Natriumamid, Alkoholate oder Enolate.[2] Die Reaktion läuft über die folgenden Stufen ab:

Mechanismus der SRN1-Reaktion

Der Begriff Elektronentransferkatalyse wurde in Analogie zu Säure-Base-Katalyse eingeführt und suggeriert, dass sich das Elektron analog dem Proton verhält. Da das Elektron aber eher als Starter einer Kettenreaktion wirkt, wurde auch der Begriff der Elektronentransfer-induzierten Kettenreaktion vorgeschlagen.[1]

Bei der Elektronentransferkatalyse unter Verwendung von metallorganischen Katalysatoren kommt es meist zum Wechsel der Oxidationsstufe des beteiligten Metalls.[3]

Einzelnachweise

Eintrag zu electron-transfer catalysis. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.E02012 – Version: 2.3.1.
Roberto A. Rossi: Phenomenon of radical anion fragmentation in the course of aromatic SRN reactions. In: Acc. Chem. Res., 1982, 15(6), S. 164–170; doi:10.1021/ar00078a001.
Jay K. Kochi: Electron-transfer mechanisms for organometallic intermediates in catalytic reactions. In: Accounts of Chemical Research. 7, 1974, S. 351–360, doi:10.1021/ar50082a006.

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[Gold_Book-1] Eintrag zu electron-transfer catalysis. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.E02012 – Version: 2.3.1.

[2] Roberto A. Rossi: Phenomenon of radical anion fragmentation in the course of aromatic SRN reactions. In: Acc. Chem. Res., 1982, 15(6), S. 164–170; doi:10.1021/ar00078a001.

[3] Jay K. Kochi: Electron-transfer mechanisms for organometallic intermediates in catalytic reactions. In: Accounts of Chemical Research. 7, 1974, S. 351–360, doi:10.1021/ar50082a006.