Continuous-Flow Chemistry: From the Wavelength Dependence of Photoreactions to Spatial Confinement Effects in Olefin Metathesis

Untersuchungen im kontinuierlichen Durchfluss (Continuous-Flow Chemistry) gewinnen immer mehr an Bedeutung für die organische Synthese, da sie einige Vorteile gegenüber der klassischen Synthese im Kolben mit sich bringen. Um Reaktionen im kontinuierlichen Durchfluss zu untersuchen, hat sich ein Setup aus zwei miteinander verknüpften HPLC-Anlagen etabliert, wobei die erste HPLC-Anlage für die Reaktionsführung (erste Dimension) und die zweite für die Analytik der Reaktionslösung (zweite Dimension) verwendet wird. In der ersten Dimension befindet sich der Reaktor, auf welchem die Reaktion stattfindet. In dieser Dimension kann die Flussrate und somit die Reaktionszeit auf dem Reaktor eingestellt werden. Ein 2-Positionen/6-Wege Ventil hinter dem Reaktor verbindet die beiden HPLC-Anlagen miteinander und ermöglicht, einen Teil der Reaktionslösung von der ersten in die zweite Dimension zu überführen. In der zweiten Dimension findet die Trennung der Substanzen, sowie deren Quantifizierung statt, welche über eine externe Kalibrierung ermöglicht wird. Reaktionen im kontinuierlichen Durchfluss lassen sich im Vergleich zu der klassischen Synthese im Kolben deutlich einfacher automatisieren. Dadurch wird eine höhere Reproduzierbarkeit erhalten und der Mitarbeiter wird von arbeitsaufwändigen, repetitiven Schritten befreit, wodurch er die Zeit bereits zum Auswerten und Interpretieren der Ergebnisse, oder Planen von weiteren Untersuchungen verwenden kann. In dieser Arbeit werden zwei Gebiete vorgestellt, in denen der kontinuierliche Durchfluss effizient genutzt werden kann. Bei dem ersten Gebiet handelt es sich um die photochemische Katalyse, beziehungsweise photochemische Reaktionen generell. Hierbei wird ein Katalysator (oder das Substrat) durch Licht einer bestimmten Wellenlänge angeregt, wodurch eine chemische Reaktion gestartet wird. Durch die Synthese im kontinuierlichen Durchfluss wird es ermöglicht, Reaktoren zu verwenden, die einen sehr geringen Kanaldurchmesser haben und somit eine geringe Eindringtiefe für das Licht aufweisen. Dadurch entsteht eine nahezu homogene Bestrahlung der Reaktionslösung, wodurch die Reaktion besser kontrolliert und die Bildung von Nebenprodukten minimiert werden kann. Durch die Fortschritte in der Entwicklung der LED-Technologie haben auch die photochemischen Umsetzungen an Bedeutung gewonnen, da nun vielseitige Lichtquellen zur Verfügung stehen, welche wenig Energie benötigen und kostengünstig in der Anschaffung sind. Viele photochemische Umsetzungen lassen sich auch mit Sonnenlicht durchführen, wodurch sie im Hinblick auf Green Chemistry sehr attraktiv geworden sind. Bei photochemischen Untersuchungen wird jedoch oft vernachlässigt, inwiefern sich die Wellenlänge des emittierten Lichtes auf die Reaktion auswirkt, beziehungsweise wie sich die Reaktion durch Bestrahlung von Licht einer anderen Wellenlänge beeinflussen lässt. Die Kapitel 1 und 3 beschäftigen sich mit der Untersuchung von photochemischen Umsetzungen auf deren Wellenlängenabhängigkeit, wobei es sich bei Kapitel 2 um ein direktes Folgeprojekt aus Kapitel 1 handelt, das durch das gute Zusammenspiel zwischen Reaktionsführung und instrumenteller Analytik ermöglicht wurde. Das zweite Gebiet, welches sich sehr gut für Untersuchungen im kontinuierlichen Durchfluss eignet, ist die heterogene Katalyse. Hierbei wird ein Katalysator auf einem Trägermaterial (meist Silikapartikel) immobilisiert und das Material in eine Säule gepackt. Diese Säule stellt nun den Reaktor dar. Da keine weitere Reaktion stattfindet, sobald die Lösung den Reaktor verlassen hat, eignet sich die heterogene Katalyse sehr gut für Untersuchungen im kontinuierlichen Durchfluss. Hierbei muss die Reaktion weder gequencht, noch der Katalysator abgetrennt werden, da er sich lediglich stationär im Reaktor befindet, wodurch sich auch die Reaktionszeit sehr gut über die an den Reaktor angelegte Flussrate steuern lässt. Ein großes Problem bei der heterogenen Katalyse stellt die Katalysatorvergiftung (Katalysatorpoisoning) dar, wodurch die Aktivität des Katalysators und somit der Umsatz der Reaktion bei der mehrfachen Verwendung des Katalysators sinkt. Im kontinuierlichen Durchfluss können relativ schnell hintereinander verschiedene Reaktionsbedingungen mit demselben Reaktor untersucht und der Einfluss der Katalysatorvergiftung minimiert werden. In Kapitel 4 und 5 werden Olefin Metathese Reaktionen mit einem Grubbs Katalysator im kontinuierlichen Durchfluss untersucht. Hierbei wird der Katalysator lediglich innerhalb der Poren (60 Å Innendurchmesser) des Silikas immobilisiert, wodurch der Einfluss der räumlichen Beschränkung der Pore auf die Chemoselektivität der Reaktion untersucht werden kann. Im Folgenden werden die einzelnen Kapitel dieser Arbeit kurz zusammengefasst. Kapitel 1 bildet den Grundstein für die systematische Untersuchung von photochemischen Reaktionen auf die Abhängigkeit der Wellenlänge des einstrahlenden Lichtes. Für dieses Projekt werden 16 baugleiche LED-Arrays entwickelt, wobei sich auf jedem Array 12 LEDs befinden, welche Licht im selben Wellenlängenbereich emittieren. Mit diesen Arrays ist der Bereich zwischen 365 und 670 nm so kleinschrittig wie möglich abgedeckt, um die höchstmögliche Auflösung bei der Untersuchung der Wellenlängenabhängigkeit der Reaktion zu erhalten. Zusätzlich wird ein Mikroreaktor entwickelt, welcher gut auf die LED-Arrays abgestimmt ist, damit das Licht effizient genutzt werden kann und Untersuchungen bei hohen Lichtintensitäten ermöglicht werden. Darüber hinaus wurde eine geringe Kanaltiefe (0.5 mm) gewählt, um eine möglichst homogene Bestrahlung zu erhalten und zusätzlich die Reaktionszeiten so gering wie möglich zu halten. Als Beispielreaktion wird die Perfluoralkylierung von 2-Methylindol mit Eosin Y als Photoredox Katalysator und Diazabicycloundecen (DBU) als Base gezeigt. Die Reaktion wurde in der Literatur lediglich mit weißem Licht untersucht. In diesem Projekt wird der gesamte Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes zwischen 365 und 700 nm untersucht, um mögliche Unterschiede bei der Reaktion feststellen zu können. Ein wichtiger Punkt dieser Untersuchungen, welcher diese Arbeit auch deutlich von anderen Wellenlängenuntersuchungen abhebt, ist die Kalibrierung der unterschiedlichen LED Arrays. Es wird eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, mit einem Spektroradiometer die Anzahl der Photonen, welche auf den Reaktor auftreffen zu normieren. Dadurch verändert sich bei der Untersuchung nur die Wellenlänge der Photonen, aber die Anzahl der Photonen, die auf den Photoreaktor trifft, bleibt nahezu gleich (Abweichung von ca. 3%). Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass ein LED-Array bessere oder schlechtere Ergebnisse aufgrund einer höheren oder niedrigeren Photonenanzahl liefert. In dem Bereich zwischen 430 und 550 nm korreliert der Umsatz der Reaktion mit dem Absorptionsspektrum des Eosin Ys. Es ist allerdings auffällig, dass in dem Wellenlängenbereich unter 400 nm, in welchem Eosin Y keine Absorption aufweist, die höchsten Umsätze erhalten werden. Bei einer weiteren Untersuchung ohne Katalysator konnten die Ergebnisse reproduziert werden, wobei die Umsätze in dem Bereich, in welchem Eosin Y absorbiert, ausgeblieben sind. Bei einer dritten Untersuchung, die ohne eine Base durchgeführt wird, kann derselbe Trend, wenn auch mit deutlich niedrigeren Umsätzen, festgestellt werden. Zusätzlich kommt es zu einer Änderung der Regioselektivität der Reaktion (zwischen der 3 und 4 Position), was darauf schließen lässt, dass es sich hierbei um unterschiedliche Reaktionsmechanismen handelt. Es können also durch die Wahl der Edukte und der Wellenlänge drei unterschiedliche Reaktionsmechanismen selektiv angesteuert werden. Im Wellenlängenbereich zwischen 430 und 550 nm erfolgt die Reaktion über die Photoredox-Katalyse des Eosin Y Katalysators. In dem Wellenlängenbereich unter 430 nm dominiert der Elektronen-Donor-Akzeptor (EDA) Komplex zwischen der Base DBU und Perfluorbutyliodid, der durch Photoaktivierung freie Perfluoralkylradikale erzeugt. Bei dem dritten Mechanismus handelt es sich um einen EDA Komplex zwischen 2-Methylindol und Perfluorbutyliodid, welcher deutlich schwächer ausgeprägt ist als der EDA Komplex zwischen DBU und Perfluorbutyliodid. Hier wird durch Photoaktivierung ein Radikalpaar im Lösungsmittelkäfig generiert, wodurch auch die Regioselektivität der Reaktion beeinflusst wird. Somit konnten drei unterschiedliche Reaktionsmechanismen durch die systematische Untersuchung der Wellenlängenabhängigkeit der Reaktion aufgezeigt werden. Das zweite Kapitel ist direkt aus der Thematik des ersten Kapitels entstanden. Bereits im ersten Kapitel konnte beobachtet werden, dass es bei einer längeren Lagerung des Produktgemisches von 1-Methyl-3-(Perfluorbutyl)-1H-Indol und 1-Methyl-4-(Perfluorbutyl)-1H-Indol zu einer Hydrolyse von 1-Methyl-3-(Perfluorbutyl)-1H-Indol an der α-Position des perfluorierten Restes kommt, wohingegen 1-Methyl-4-(Perfluorbutyl)-1H-Indol stabil ist. Diese Beobachtung ist sehr ungewöhnlich, da es sich bei der C–F Bindung um eine sehr stabile Bindung handelt, welche in der Regel nur durch harsche Reaktionsbedingungen aktiviert werden kann. Ein weiterer großer Vorteil bei dem Zusammenspiel aus der Reaktionsführung und der instrumentellen Analytik liegt darin, dass alle Daten aufgenommen und gespeichert werden. Somit konnte mit Hilfe der Daten aus Kapitel 1 herausgefunden werden, dass das Hydrolyseprodukt bereits bei allen Untersuchungen mit DBU als Base zu einem sehr geringen Anteil entstanden ist (weniger als 1%). Der geringe Anteil lässt sich dadurch erklären, dass bei den Untersuchungen HPLC-Lösungsmittel verwendet wurden, welche nur einen geringen Wasseranteil besitzen. Die Reaktion ließ sich mit einer Base (Natriumhydrid) und unter Zugabe von Wasser im Kolben reproduzieren, wobei eine Ausbeute von 37% über zwei Stufen erhalten wurde. Durch den elektronenziehenden Rest am 2-Methylindol kann die Aminofunktion deprotoniert werden, wodurch F– abgespalten und die Addition eines Nukleophils an der α-Position des perfluorierten Restes ermöglicht wird. Durch die Verwendung von Natriumethanolat als Base lässt sich auch der Ethanolatrest in das Molekül einbringen. Analoge Reaktionen lassen sich zudem mit 2-Phenylindol statt 2-Methylindol durchführen, wobei die Ausbeuten mit 44% bis 54% über zwei Stufen etwas höher ausfallen. Die Reaktion lässt sich darüber hinaus auch mit Heptafluor-2-Iodpropan, einem sekundären perfluorierten Iodalkan, durchführen (49% über zwei Stufen). Hierbei wird als Hydrolyseprodukt jedoch der Alkohol und nicht das Keton erhalten. Es konnte eine Methode entwickelt werden, welche die indirekte C–F Aktivierung an der α-Position einer perfluorierten Seitenkette an der C(3) Position von 1H-Indolen unter milden Reaktionsbedingungen ermöglicht. Hierbei sind die 3-substituierten 2-Phenyl Indole hervorzuheben, welche vielversprechende Strukturen für die medizinische Chemie darstellen. In dem dritten Kapitel, das thematisch ebenfalls an das erste Kapitel anschließt, wird das Setup für die Untersuchung von photochemischen Reaktionen auf ihre Wellenlängenabhängigkeit und die Intensität der Lichtquelle komplettiert. Hierfür wird das Setup um ein selbstentwickeltes Modul erweitert, welches es ermöglicht die LED-Arrays und somit die auf den Reaktor einstrahlende Wellenlänge, sowie auch ihre Intensität automatisiert zu ändern. Bei dem Modul handelt es sich um einen Linearantrieb, auf dem ein Schlitten befestigt ist, der bis zu 10 LED-Arrays tragen kann. Die LED-Arrays lassen sich allerdings problemlos untereinander austauschen. Das LED-Array, das in Betrieb ist, befindet sich immer direkt unter dem Mikroreaktor. Über eine Software lässt sich steuern, welches LED-Array zum jeweiligen Zeitpunkt für eine beliebige Dauer aktiv ist. Anschließend kann die Intensität des LED-Arrays geändert werden, oder es wird ein anderes LED-Array für die nächste Untersuchung verwendet. Somit lassen sich nun in Kombination mit den HPLC-Anlagen sowohl die Reaktionsführung, als auch die Analytik, sowie die Quantifizierung der entstanden Verbindungen von photochemischen Reaktionen im Hinblick auf ihre Wellenlängenabhängigkeit und die Intensität der Lichtquelle vollständig automatisiert untersuchen, was zu einer sehr zeiteffizienten Aufnahme von Reaktionsdaten führt. Als Testreaktion für das System wird die Umsetzung eines Arylazosulfons sowohl mit dem Lösungsmittel (Wasser/Acetonitril 1/9 (v/v)), als auch mit einem Dioxaborolan als Additiv, verwendet. Die Reaktion ist sehr vielversprechend, da sie bereits in der Literatur auf ihre Wellenlängenabhängigkeit untersucht und bei verschiedenen Wellenlängen ein unterschiedliches Verhältnis zwischen den Produkten erhalten wurde. Allerdings wurde die Reaktion lediglich bei zwei unterschiedlichen Wellenlängen (366 nm und 450 nm) und bei weißem Licht bei unterschiedlichen Intensitäten und Bestrahlungsdauern untersucht. In diesem Kapitel wird die Reaktion systematisch in dem Wellenlängenbereich von 373 bis 522 nm (12 LED-Arrays) untersucht. Da bereits durch Bestrahlen des Substrates in dem Lösungsmittel drei unterschiedliche Produkte entstehen sollen, wurde das Additiv zunächst weggelassen, um die Reaktion überschaubarer zu halten. Bei der Untersuchung unter Schutzgas entsteht über alle Wellenlängen lediglich Methoxybenzol als Produkt (max. 60% bei der kürzesten Wellenlänge). Allerdings kann bei der Reaktion in Luftatmosphäre ein weiteres Produkt (4-Methoxybenzoldiazonium Methansulfonat) beobachtet werden, welches durch die Reaktion mit Luft gebildet wird. Diese Verbindung lässt sich nur schwer beobachten, da das Absorptionsspektrum des Produktes sehr ähnlich zu dem des Substrates ist und es ebenfalls zu denselben Produkten umgesetzt wird. Das Absorptionsspektrum des Zwischenproduktes ist gestaucht, wobei sich das Maximum um ungefähr 50 nm in den kürzeren Wellenlängenbereich verschiebt. Dadurch ist es möglich, durch Verwendung eines LED-Arrays, mit welchem lediglich das Substrat aber nicht das Zwischenprodukt, angeregt wird, die Reaktion auf der Stufe des Zwischenproduktes zu stoppen. Nun kann das Zwischenprodukt als Substrat eingesetzt und die Reaktion ebenfalls auf die Abhängigkeit der Wellenlänge untersucht werden. Hierbei ist ein deutlich höherer Anteil an 4-Methoxyacetanilid entstanden (Methoxybenzol 45%, 4-Methoxyacetanilid 15%). Das 4-Methoxyacetanilid wird also lediglich aus dem Zwischenprodukt und nicht direkt aus dem Substrat gebildet. Anschließend stellt sich die Frage, ob die Reaktion mit dem Dioxaborolan ebenfalls durch das Zwischenprodukt beeinflusst wird. Die Untersuchung unter Schutzgas und in Luftatmosphäre führen zu sehr ähnlichen Ergebnissen (45% Produkt, 22–28% Methoxybenzol), was darauf zurückzuführen ist, dass die Reaktion mit dem Additiv deutlich schneller abläuft, als die Bildung des Zwischenproduktes. Mit dem vorgenerierten Zwischenprodukt werden hingegen nur 38% Produkt, 17% Methoxybenzol und 3–4% des 4-Methoxyacetanilids erhalten. Der Umsatz ist hier allerdings auch etwas geringer, da die Reaktion langsamer abläuft. Zudem ist sehr auffällig, dass die Ausbeute bei höheren Wellenlängen über alle Untersuchungen hinweg sinkt. Allerdings sinkt die Ausbeute, in Bezug auf das Produkt, bei Verwendung des Zwischenproduktes, deutlich langsamer. Bei einer Wellenlänge von 430 nm werden mit dem Zwischenprodukt immer noch 30% Produkt generiert, wobei mit dem Substrat lediglich 17% Produkt bei 430 nm generiert werden. Somit bietet sich der Weg über das Zwischenprodukt vor allem bei Reaktionen an, bei welchen die höhere Energie des kurzwelligen Lichtes vermehrt zu Nebenprodukten, oder zu der Zersetzung des Substrates führt. Zusammenfassend wird in dieser Studie ein Setup präsentiert, das eine photochemische Reaktion bei drei unterschiedlichen Reaktionsbedingungen (unter Schutzgas, in Luftatmosphäre, mit vorgeneriertem Zwischenprodukt) innerhalb von neun Stunden, auf ihre Anhängigkeit gegenüber der Wellenlänge des einfallenden Lichtes, vollständig automatisiert untersuchen kann. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurde über das geschickte Wählen der eingesetzten Wellenlänge ein Zwischenprodukt selektiv generiert, welches eine völlig andere Reaktivität als das Substrat aufweist. Somit konnte gezeigt werden, dass der Wellenlänge der verwendeten Lichtquelle deutlich mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte und bereits ein geringer Unterschied der Wellenlänge des verwendeten Lichtes einen großen Einfluss auf die Reaktion haben kann. In Kapitel 4 wird das Gebiet der photochemischen Untersuchungen verlassen und das Gebiet der heterogenen Katalyse betreten. Hierfür wird eine Olefin-Metathese Reaktion mit einem Hoveyda–Grubbs Katalysator untersucht, bei welcher ein Dien als Edukt verwendet wird. Das gewünschte Produkt resultiert aus der intramolekularen Reaktion, bei der ein Ring gebildet wird. Als Konkurrenzreaktion kann es allerdings ebenfalls zu einer intermolekularen Reaktion kommen, wodurch ein Dimer, Trimer oder Oligomer aus dem Substrat erhalten wird. Es ist eine etablierte Methode mit sehr gering konzentrierten Lösungen zu arbeiten, um die intramolekulare Reaktion gegenüber der intermolekularen Reaktion zu begünstigen. Dies hat allerdings den Nachteil, dass eine große Menge an Lösungsmittel verwendet werden muss, um eine geringe Menge an Produkt herzustellen. In diesem Projekt wird ein anderer Ansatz gewählt, um den Ringschluss gegenüber der Oligomerisierung zu priorisieren. Da das Dimer deutlich mehr Platz benötigt um gebildet werden zu können, wird der Katalysator lediglich innerhalb der Poren von Silikapartikeln (60 Å Innendurchmesser) immobilisiert, wodurch die Reaktion räumlich eingeschränkt und die Bildung des Ringes begünstigt wird. Die Silikapartikel werden in eine Säule gepackt, auf welcher die Reaktionen im kontinuierlichen Durchfluss, bei unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Flussraten beziehungsweise Reaktionszeiten, untersucht werden. Dabei lassen sich bei allen Temperaturen ähnliche Trends erkennen. Der Umsatz sinkt erwartungsgemäß bei niedrigeren Reaktionszeiten. Der Verlauf der Selektivität, welche das Verhältnis zwischen dem Produkt aus der Ringschlussmetathese und den Oligomeren angibt, ist deutlich komplexer. Sowohl bei der Ringschlussmetathese, als auch bei der Oligomerisierung wird Ethen freigesetzt, welches bei einem frei zugänglichen Katalysator in einem Kolben schnell entweichen könnte und somit keinen großen Einfluss auf das Gleichgewicht hätte. In diesem Fall liegt der Katalysator aber in den Poren vor und die Säule ist (bis auf die Anschlüsse) in sich abgeschlossen, wodurch das Ethen deutlich langsamer entweichen kann und in das Gleichgewicht mit einbezogen werden muss. Durch das Ethylen kann der bereits gebildete Ring wieder geöffnet werden, was zu einer geringeren Selektivität führt. Zusätzlich kann das Dimer mit sich selbst reagieren, wodurch ebenfalls das gewünschte Produkt gebildet wird. Diese Reaktion läuft allerdings verhältnismäßig langsam ab, da hierfür zunächst das Dimer gebildet werden muss. Mit diesen Zusammenhängen lässt sich auch der Verlauf der Selektivität in dem Experiment erklären. In dem Bereich in dem die Ausbeuten höher sind (über 2%) steigt die Selektivität mit steigenden Flussraten an. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei höheren Flussraten das Ethen schneller abtransportiert werden kann, wodurch die Rückreaktion (die Ringöffnung) eingeschränkt wird. Bei niedrigen Umsätzen (unter 2%) werden nur geringe Mengen an Ethylen generiert, wodurch die Rückreaktion keinen großen Einfluss auf die Selektivität hat. In diesem Bereich steigt die Selektivität mit sinkender Flussrate (steigender Reaktionszeit), da das Dimer nun genug Zeit hat mit sich selbst zu reagieren und ebenfalls das gewünschte Produkt auszubilden. Unter räumlichem Einschluss können zudem höhere Selektivitäten im Vergleich zu der Reaktion im Kolben erzielt werden (Selektivität von 57% statt 47%). Zusätzlich entstehen deutlich kleinere Oligomere im räumlichen Einschluss. Mittels MALDI-TOF konnte gezeigt werden, dass lediglich das Dimer und Trimer gebildet werden (95% zu 5%), wohingegen bei dem frei zugänglichen Katalysator im Kolben Oligomere bis zum Hexamer beobachtet werden. Zusammenfassend konnte mit der Studie gezeigt werden, dass die räumliche Einschränkung Vorteile für die Selektivität der Reaktion mit sich bringt. Darüber hinaus konnte der Einfluss des entstandenen Ethylens auf den Mechanismus beobachtet und Reaktionsbedingungen gefunden werden, bei welchem die Selektivität der Reaktion maximal ist (ca. 60% Selektivität bei 2% Umsatz). Das fünfte Kapitel beschäftigt sich ebenfalls mit der Olefin Metathese unter räumlichen Einschluss. Bei diesem Projekt liegt der Schwerpunkt jedoch nicht auf der Selektivität zwischen dem Produkt aus der Ringschlussmetathese und den Oligomeren, sondern auf der Untersuchung einer weiteren Nebenreaktion, der Bildung von Isomeren. Für diese Untersuchung wird derselbe Katalysator wie in Kapitel 4 verwendet (Grubbs–Hoveyda), der auch dafür bekannt ist, dass er Isomere aus dem Edukt bilden kann. In diesem Projekt wird untersucht, welche Isomere bei der Reaktion entstehen können und wie sich die Bildung der Isomere beeinflussen lässt. Im Gegensatz zu Kapitel 4 wird in diesem Fall ein Edukt verwendet, das ein aromatisches System beinhaltet. Dadurch ist es möglich sowohl das Edukt als auch alle Produkte, welche aus diesem entstehen, online mit einem DAD zu verfolgen und zu quantifizieren. Zusätzlich wurde ein Massenspektrometer (ESI-MS) angeschlossen, das dabei hilft einen Überblick über die entstehenden Nebenprodukte zu erhalten. Die Katalysatorvergiftung spielt eine wichtige Rolle für die Isomerisierung. Zunächst reagiert der aktive Rutheniumkatalysator mit Ethylen zu Hydriden, welche wiederum für die Isomerisierung verantwortlich sind. Dazu muss zunächst genug Ethylen entstehen, damit sich die Hydridspezies ausbilden können. Daher werden bei höheren Flussraten und niedrigeren Eduktkonzentrationen keine Isomere beobachtet. Um den genauen Einfluss der Katalysatorvergiftung auf die Isomerisierung feststellen zu können wird ein Reaktor für 200 Minuten bei einer Eduktkonzentration von 100 mM und der niedrigsten Flussrate (0.01 mL/min beziehungsweise 18.6 Minuten Reaktionszeit), die durch die HPLC-Pumpen eingestellt werden kann, untersucht. In dieser Zeit können 18 Messpunkte aufgenommen werden, wobei drei unterschiedliche Phasen des Reaktors festgestellt werden können. In der ersten Phase bis 100 Minuten ist die Selektivität zu Beginn sehr hoch und nimmt langsam ab. Dies ist darauf zurückzuführen, dass zunächst die Hydridspezies ausgebildet werden müssen, bevor die Isomerisierungsreaktion stattfinden kann. In der zweiten Phase des Reaktors zwischen 100 und 145 Minuten ist die Selektivität konstant. In diesem Bereich befinden sich die Bildung und der Verbrauch von Hydridspezies im Gleichgewicht. Nach 145 Minuten steigt die Selektivität rasch an, da aufgrund der Katalysatorvergiftung der Umsatz mittlerweile niedriger ist und nichtmehr genug Ethylen gebildet wird, um eine ausreichende Menge an Hydridspezies zu bilden. Diese Ergebnisse stimmen sehr gut mit den Ergebnissen aus Kapitel 4 überein, bei denen ebenfalls die besten Selektivitäten erreicht wurden, als die Aktivität des Katalysators sehr gering war. Zusammenfassend konnte in diesem Projekt gezeigt werden, dass der räumliche Einschluss nicht nur Vorteile mit sich bringt, sondern dass auch mit einem höheren Isomerisierungsanteil zu rechnen ist. Darüber hinaus sind die Isomerisierungsprodukte sehr vielseitig, da das Isomer des Substrates ebenfalls einen Ringschluss oder die Ausbildung von Oligomeren durchführen kann. Abschließend konnte mit der Hilfe von NMR-Experimenten gezeigt werden, dass sich die NMR-Analyse aus Reaktionsgemischen der Olefinmetathese, für die Bestimmung von Umsätzen und Selektivitäten, nicht gut eignet, da die Signale der Isomere mit den Signalen des Produktes überlappen können und die NMR-Analyse aus einem Reaktionsgemisch somit falsche Ergebnisse liefert. Dennoch ist dies derzeit eine weit verbreitete Methode, welche überdacht werden sollte. Hierfür würde sich das in Kapitel 4 gezeigte 2D-LC/MS System deutlich besser eignen. Abschließend lässt sich zusammenfassen, dass diese Arbeit gezeigt hat, wie groß der Einfluss der Wellenlänge auf photochemische Reaktionen sein kann. Bereits kleine Unterschiede in der Wellenlänge können zu deutlich anderen Ergebnissen führen. Um die Reproduzierbarkeit einer photochemischen Untersuchung zu gewährleisten, ist es daher wichtig, die verwendeten Lichtquellen ausreichend zu charakterisieren. Dafür sollte für jede verwendete Lichtquelle zumindest ein Emissionsspektrum angegeben werden. Die Farbe des Lichtes anzugeben ist nicht ausreichend, da hier bereits je nach Wellenlängenbereich unterschiedliche Ergebnisse erhalten werden können. In dem Bereich der Olefin-Metathese mit Grubbs-Katalysatoren konnte gezeigt werden, dass der Katalysatorvergiftung mehr Beachtung geschenkt werden sollte. Diese beeinflusst nicht nur den Umsatz der Reaktion, sondern greift direkt in das Gleichgewicht des Mechanismus ein. Daher ist es nicht trivial, Kinetiken aufzunehmen, da die Katalysatorvergiftung diese verfälschen würde, wenn sie nicht unterdrückt oder deutlich eingeschränkt werden kann. Zusätzlich wird im Kolben bei langen Reaktionszeiten immer ein Ergebnis über alle Phasen der Katalysatorvergiftung erhalten und es kann keine Phase gezielt angesteuert werden. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass Untersuchungen im kontinuierlichen Durchfluss durchaus ihre Vorteile haben. Gerade im Bereich der photochemischen Untersuchungen und der heterogenen Katalyse können deutlich effizienter Messpunkte aufgenommen werden, wodurch die Ergebnisse schneller erzielt und Mechanismen aufgelöst werden können, welche in der klassischen Synthese im Kolben verborgen geblieben wären.