Produktchemie: Schalter für Katalyse entdeckt

16. Dezember 2014
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Erstmals ist es gelungen, in die Katalyse sogenannter Makromoleküle einen Schalter einzubauen. Damit kann die Stoffumwandlung beliebig gestoppt oder fortgesetzt werden, was auch für die Produktion von Pharmaka von Bedeutung sein könnte.

Gemeinsam mit ihren französischen Partnern vom Laboratoire de Chimie de Coordination in Toulouse haben Leipziger Forscher diese neuen Erkenntnisse kürzlich in der Zeitschrift “Angewandte Chemie” publiziert. “Wir haben gezeigt, dass man die Katalyse an- und ausschalten kann. Das hat es – zumindest bei makromolekularen Verbindungen – bisher noch nicht gegeben”, sagt Prof. Dr. Evamarie Hey-Hawkins von der Universität Leipzig. Dadurch sei es beispielsweise möglich, bei der Umwandlung eines Stoffes in einen anderen den Katalysator vom Endprodukt abzutrennen, was perspektivisch auch bei der Herstellung von Pharmaka von großer Bedeutung sein könnte. Auf diese Art könnten auch die oft teuren Katalysatoren zurückgewonnen werden.

Umwandlung von Alkohol in Keton

“Wenn die Katalyse durch Oxidation unterbrochen wird, kann man auch einen neuen Stoff zugeben und dadurch ein ganz anderes Produkt erzeugen”, erläutert die Chemikerin eine weitere Einsatzmöglichkeit der Ergebnisse der deutsch-französischen Forschungsarbeit, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wurde.

 Für ihre Experimente verwendeten die Wissenschaftler eine Form von Alkohol, die sie durch Katalyse in sogenanntes Keton umwandelten – einen Stoff, bei dem zwei Wasserstoffatome von einer Position in eine andere verschoben wurden.

“Der Alkohol, den wir verwendet haben, roch nach Pilzen, das Keton dagegen nach Lavendel. Das könnte man auch zur Herstellung von Duftstoffen nutzen”, betont Prof. Hey-Hawkins.

Erkenntnisse vereinfachen Laborarbeit

Die neuen Erkenntnisse des Forscherteams vereinfachten aber vor allem die Arbeitsprozesse der Chemiker im Labor.

 Die Katalyse ist sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus volkswirtschaftlicher Sicht von erheblicher Bedeutung, da mehr als 80 Prozent aller chemischen Produkte mit Hilfe katalytischer Prozesse hergestellt werden. Die Erforschung von molekularen Schaltern im Rahmen der Graduiertenschule “Building with Molecules and Nano-objects (BuildMoNa)” der Universität Leipzig dient nicht nur zum besseren Verständnis von Wirkmechanismen derartiger Katalysatoren, sondern unterstützt vor allem deren Entwicklung.

Originalpublikation:

Redoxkontrolle eines dendritischen Ferrocenyl-basierten Homogenkatalysators
Paul Neumann et al.; Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.201408314; 2014

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