English

In many applications, sugar is a very advantageous product. Nevertheless, in special cases there is a need for alternatives. Technically, the synthesis of sugar substitutes often causes big problems and is not trivial. Predominantly, these products are formed by hydrogenation of saccharides often leading to different diastereomeres. This can be shown, for example, by isomalt, an equimolar composition of the two diastereomeres of 1,6-GPS (6-0-alpha-Dglucopyranosido-D-sorbitol) and 1,1-GPM-dihydrate (1-0-alpha-D-glucopyranosido-Dmannitol-dihydrate), which can be obtained by catalytic hydrogenation of isonaltulose (6-0-alpha-D-glucopyranosido-D-fructose). Depending on the application, it is necessary to only obtain one special diastereomere. This may be realized best by the use of highly selective catalysts. In this project, different saccharides were hydrogenated selectively. Various homogeneous catalyst systems have been analyzed regarding selectivity and activity. Therefore, the ligands as well as the metall centres have been varied. The best results for the hydrogenation of isomaltulose were obtained by utilizing an in situ generated ruthenium catalyst with a DPEphos ligand. The reaction conditions such as hydrogen pressure, reaction temperature and ligand/metall ratio have been optimized for this system. Furthermore, the recyclisation of this system has been investigated by using different multiphasic systems comprising organic solvents or ionic liquids. To examine the reaction mechanism, NMR measuremnts were carried out under reaction conditions.

Deutsch

Haushaltszucker ist bei vielen Anwendungen sehr vorteilhaft. Trotzdem sind auch Alternativen notwendig. Die Herstellung von Zuckeraustauschstoffen stellt technisch ein großes Problem dar. Vorwiegend werden diese Stoffe durch Hydrierung von Kohlenhydraten hergestellt. Hierbei entstehen häufig unterschiedliche Diastereomere. Gut gezeigt werden kann dies am Beispiel des Isomalt, einem Gemisch der zwei Diastereomere 1,6-GPS (6-Oalpha-D-Glucopyranosyl-D-sorbit) und 1,1-GPM-Dihydrat (1-O-alpha-D-Glucopyranosyl-Dmannit-Dihydrat), welches durch katalytische Hydrierung von Isomaltulose (6-0-alpha-Dglucopyranosido-D-fructose) entsteht. Häufig ist es jedoch notwendig, nur einzelne Stereoisomere zu erhalten. Das läßt sich durch die Verwendung von hochselektiven Katalysatoren realisieren. In dieser Arbeit wurden verschiedene Kohlenhydrate selektiv hydriert. Dabei wurden unterschiedliche homogene Katalysatorsysteme auf ihre Aktivität und Selektivität überprüft. Hierbei wurden sowohl die Liganden als auch die Zentralmetalle variiert. Die besten Ergebnisse für die Isomaltulose-Hydrierung lieferte hier ein in situ generierter Rutheniumkatalysator mit dem DPEphos Liganden. Für dieses Katalysatorsystem wurden die Reaktionsbedingungen wie Wasserstoffdruck, Reaktionstemperatur, Ligand/Metall-Verhältnis optimiert. Weiterhin wurden Untersuchungen zur Rezyklierung des Katalysators in Mehrphasensystemen durchgeführt. Dazu wurden sowohl Gemische aus organischen Lösungsmitteln, wie auch Ionische Flüssigkeiten eingesetzt. Um Hinweise auf den Reaktionsmechanismus zu erhalten, wurden NMR-Untersuchungen unter Reaktionsbedingungen durchgeführt.