LIKAT Katalyseforscher weisen neue Wege, die weltweit Beachtung finden

Carbonylierungsreaktionen, das hört sich für das ungeübte Ohr kompliziert an, ist es aber nicht insbesondere nicht in der chemischen Industrie, dort spielen diese Reaktion eine sehr wichtige Rolle. Einfach erklärt, wird ein Sauerstoff, das doppelt an ein Kohlenstoffatom gebunden ist, in ein Molekül eingebaut.

Haben diese Kohlenstoff-Sauerstoff-Verbindungen in der direkten Nachbarschaft noch eine verzweigte Kette, wird das Molekül noch interessanter und ist oft schwer herzustellen. Die Forscher am Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT Rostock) um Matthias Beller und Ralf Jackstell haben nun einen überraschend einfachen Weg gefunden. Mit Hilfe von Palladium-Katalysatoren gelingen ganz erstaunlich „saubere“ Reaktionen, sauber da durch die Hilfe des Katalysators sehr selektiv nur die gewünschten Produkte erzeugt werden.

Beller und Jackstell können zusammen mit Ihren Kollegen das Phänomen auch erklären. Van-der-Waals-Wechselwirkungen, eine besondere Art von Anziehungskräften, sorgen für ungewöhnliche Stabilitäten innerhalb der Reaktion und führen so zu Substanzen, die beispielsweise als Aromastoffe in der Duftstoffindustrie oder auch im Bereich der Lebensmittelherstellung von großem Interesse sind.

Wissenschaftlich ist das Ganze hochinteressant. Eigentlich lernt schon jeder Student in seinem Studium, hier müssten sogenannte Anti-Markovnikov-Produkte gebildet werden. Diese Regel haben die Forscher durch die Zuhilfenahme eines ganz speziellen Katalysators außer Kraft gesetzt, das ist verblüffend.

Sie beschreiben die Einzelheiten der Welt der Wissenschaften im aktuellen Heft des renommierten Wissenschaftsjournals „NATURE CHEMISTRY“, das diese Woche in die Bibliotheken und online-Portale in aller Welt ausgeliefert wird.

Wichtig ist auch, dass die Forscher zeigen können, die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr breit, viele andere Gruppen („funktionelle Gruppen“ wie Chlor, Fluor, Cyanide, Acetyle oder auch Alkohole) im Ausgangsmolekül werden toleriert, sie stören also nicht.

Der Aufbau komplizierter Moleküle wird so möglich und das auf einfache Art und Weise. Alkoxycarbonylierungen zu Markovnikov-Produkten sind möglich, auch wenn es sich wiederum kompliziert anhört, es ist verblüffend einfach – zumindest für die Fachwelt – und eröffnet ganz neue Wege.