Elektrifizierung der organischen Synthese

Abstract

Die direkte Nutzung von Elektrizität für die organische Synthese erlebt derzeit eine Renaissance. Von den eher syntheseorientierten Laboratorien, die auf diesem Gebiet arbeiten, werden neuartige oder althergebrachte Konzepte genutzt, um den Weg von der Nischentechnologie zu breiteren Anwendungen zu ebnen. Da nur Elektronen als Reagens genutzt werden, wird die Bildung von Abfallreagentien effizient vermieden. Darüber hinaus können stöchiometrische Reagentien regeneriert werden und ermöglichen eine elektrokatalysierte Umsetzung. Die Anwendung von elektroorganischen Transformationen ist jedoch mehr als nur die Minimierung des Abfallaufkommens; sie führt vielmehr zu inhärent sicheren Prozessen, zur Abkürzung vieler Synthesestufen, zu milderen Reaktionsbedingungen, zu alternativen Zugängen zu gewünschten Struktureinheiten sowie zur Schaffung neuer Bereiche für geistiges Eigentum (Patente). Wenn die verwendete Elektrizität aus regenerativen Ressourcen stammt, kann dieser Stromüberschuss direkt als terminales Oxidations‐ oder Reduktionsmittel eingesetzt werden, was eine äußerst nachhaltige und damit hochattraktive Technologie darstellt. Dieser Aufsatz gibt einen Überblick über die jüngsten Entwicklungen auf dem Gebiet der elektrochemischen Synthese, welche die Zukunft dieses stark aufstrebenden Gebietes beeinflussen werden.

Modern Electrochemical Aspects for the Synthesis of Value‐Added Organic Products

“…[5] Avariety of valuable synthetic pathways for electrochemical synthesis has been described in the previous review "Electrifying Organic Synthesis". [171] Besides the continuous development of new electrochemical reactions and the synthesis of complex organic molecules,s ignificant progress has been made in the realization of electrochemical methods.T hese innovations include the merger of electrochemistry with conventional chemical ideas,s uch as organocatalysis and flow electrochemistry,a sw ell as new procedures for controlling the selectivity of electrochemical transformations such as the "cation-pool" method, the redox-tag approach, and bioelectrochemistry.Inaddition, the electrochemical conversion of renewables provides as ustainable alternative for the synthesis of valuable fine chemicals from current waste streams.A ll these innovative methods will help in the development of selective electrochemical transformations for value-added organic products and help in the scale-up for technical applications.Avariety of these recent developments will be described in this Review.…”

The Role of Electrochemistry in Future Dynamic Bio‐Refineries: A Focus on (Non‐)Kolbe Electrolysis

“…Despite numerous investigations in the field of electro‐organic synthesis elaborating the influence of various reaction parameters and the potential substrate scope , only recently Kolbe and non‐Kolbe electrolysis found renewed interest . These decarboxylation reactions enable the transformation of carboxylic acids into either the corresponding dimer or the alkene.…”

Moderne Aspekte der Elektrochemie zur Synthese hochwertiger organischer Produkte

“…[1] Insbesondere im Hinblick auf den çkologischen Fußabdruck [2][3][4] ist die Ablçsung chemischer Redoxreagentien durch Elektrizitäte in unumgänglicher Schritt in Richtung grüner chemischer Prozesse. [171] Zusätzlich zur kontinuierlichen Entwicklung neuer elektrochemischer Reaktionen und der Synthese komplexer organischer Moleküle wurden aber auch bedeutende Fortschritte bei der methodischen Umsetzung elektrochemischer Prozesse gemacht. [171] Zusätzlich zur kontinuierlichen Entwicklung neuer elektrochemischer Reaktionen und der Synthese komplexer organischer Moleküle wurden aber auch bedeutende Fortschritte bei der methodischen Umsetzung elektrochemischer Prozesse gemacht.…”

“…[5] Eine Vielzahl wertvoller Synthesewege der elektrochemischen Synthese wurde im vorangegangenen Aufsatz "Elektrifizierte organische Synthese"b eschrieben. [171] Die dritte Mçglichkeit beschreibt im Elektrolyten lçsliche,e lektroaktive Spezies (Abbildung 1c). In diesem Fall werden die redoxaktiven Spezies als Mediatoren bezeichnet und kçnnen als elektrochemisch regenerierte Reagentien betrachtet werden.…”