Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Günstig und umweltverträglich. Optimierung chemischer Reaktionen für Forschung und Industrie möglich

24.06.2010
Regensburger Forscher leisten wichtigen Beitrag für das Verständnis von Organokatalysatoren – Enamin-Intermediate erstmals nachgewiesen und untersucht

In vielen Bereichen der Industrie werden chemische Reaktionen gezielt eingesetzt. Von zentraler Bedeutung sind dabei Katalysatoren, die die Einleitung, Beschleunigung oder Lenkung chemischer Reaktionen (und somit die Katalyse) bewirken können und die sich überdies bei diesem Prozess nicht aufbrauchen.

Forschungen auf dem weiten Feld der Katalyse sind deshalb von besonderem Interesse und wurden in den letzten Jahren gleich mehrfach mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Erstaunlicherweise hat sich die Katalyseforschung aber lange Zeit im Wesentlichen auf metallhaltige Katalysatoren konzentriert. Organokatalysatoren, die aus Elementen wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff oder Stickstoff aufgebaut sind, werden dagegen erst seit Kurzem intensiver untersucht.

Die Metallkatalyse ist allerdings in der industriellen Produktion nicht immer unproblematisch. So sind zum Beispiel Metallspuren, die vom Katalysator in pharmazeutischen Produkten zurückbleiben können, wegen ihrer potentiellen Giftigkeit nur in minimalen Konzentrationen zugelassen, was oft aufwendige Reinigungsschritte erfordert. Die typischerweise verwendeten Organokatalysatoren sind dagegen zumeist robust, günstig erhältlich, ungiftig und einfach herzustellen. Sie könnten aufgrund dieser positiven Eigenschaften viele Probleme der metallischen Katalysatoren lösen und besitzen ein riesiges chemisches Reaktionspotential, sind aber in ihrer Funktionsweise noch weitgehend unverstanden und damit bisher sehr schwierig optimierbar.

Regensburger Forscher setzen auf Organokatalysator Prolin!

An dieser Stelle setzte jetzt ein Regensburger Forscherteam um Prof. Dr. Ruth Gschwind, Dr. Kirsten Zeitler und Markus Schmid vom Institut für Organische Chemie der Universität Regensburg an. Die Wissenschaftler untersuchten einen speziellen Organokatalysator, die Aminosäure Prolin, die für eine ganze Reihe von chemischen Reaktionen – so beispielsweise in der Industrie für die Herstellung bzw. für die Synthese von Medikamenten – verwendet wird. Bislang waren der konkrete Ablauf von Prolin-Katalysen, die Zwischenstufen des Prozesses oder die „Zwischenprodukte“ bzw. Intermediate noch nicht hinreichend bekannt.

Den Regensburger Forschern gelang es, mit dem sogenannten Enamin-Intermediat ein zentrales Bindeglied für den Ablauf von prolinkatalysierten Aldolreaktionen – wichtigen Reaktionen für die Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und ein grundlegendes Reaktionsprinzip in der organischen Chemie – zu identifizieren, zu analysieren und zu stabilisieren. Enamin-Intermediate konnten im Rahmen von Untersuchungen noch nie direkt nachgewiesen werden. Die Entdeckung und Untersuchung solcher Intermediate bei chemischen Reaktionen ist aber von entscheidender Bedeutung für das Verständnis und die Optimierung der gesamten Reaktionsbedingungen.

Neue und umweltverträgliche Verfahren für die industrielle Produktion möglich!

Die Forschungen der Regensburger Chemiker eröffnen ganz neue Möglichkeiten zur Beschleunigung, Steuerung und Optimierung von chemischen Reaktionen. So könnten auf dieser Grundlage durch gezielte Manipulationen noch effizientere Katalysatoren auf organischer Grundlage entwickelt werden, was wiederum nachhaltigen Produktionsmethoden in der chemischen Industrie zugute kommen würde. Neue kostengünstige und gleichzeitig umweltverträgliche Verfahren könnten in diesem Zusammenhang die industrielle Produktion revolutionieren.

Die Forschungen der Regensburger Gruppe wurden vor kurzem in der renommierten Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht (DOI: 10.1002/ange.200906629). Darüber hinaus widmete das Magazin „Chemistry World“, bekanntes Publikationsorgan der Royal Society of Chemistry, der Regensburger Entdeckung einen längeren Artikel.

„Nachhaltige Chemie“ an der Universität Regenburg:
Das Themenfeld „Nachhaltige Chemie“ ist an der Fakultät für Chemie und Pharmazie der Universität Regensburg durch zahlreiche Aktivitäten verankert. So ist die Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen als Ausgangsmaterialien für chemische Prozesse vor dem Hintergrund endlicher und sich verteuernder fossiler Ressourcen ein wichtiges Forschungsthema der Universität. Ziel ist dabei die effiziente Herstellung von synthetisch besonders wertvollen Produkten durch neue Katalyse- oder Reaktionsverfahren. Über das Engagement in Forschungsverbünden wie dem – durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten – Graduiertenkolleg GRK 1626 „Chemische Photokatalyse“ oder der Deutsch-Indischen Graduiertenschule „INDIGO“ leistet die Universität auch einen maßgeblichen Beitrag für die Nachwuchsförderung in diesen Bereichen.
Der Artikel der Regensburger Forscher im Internet unter:
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/123500771/PDFSTART
(DOI: 10.1002/ange.200906629)
Die Besprechung in „Chemistry World“ unter:
http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2010/June/10061001.asp
Ansprechpartnerin für Medienvertreter:
Dr. Kirsten Zeitler
Universität Regensburg
Institut für Organische Chemie
Tel.: 0941 943-4071/4627
Kirsten.Zeitler@chemie.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-regensburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse
21.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Wie Pflanzen ihr Gedächtnis vererben
21.08.2017 | Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik