Wissenschaftsforum Chemie 2007: Spitzenforschung aus der Organischen Chemie

Im vergangenen Jahr wurde mit der britischen Royal Society of Chemistry die Alexander Todd – Hans Krebs-Vorlesung eingerichtet, mit der anlässlich des Wissenschaftsforums Chemie 2007 am 17. September in Ulm zum ersten Mal ein Wissenschaftler, nämlich Professor Dr. Varinder K. Aggarwal von der University of Bristol, ausgezeichnet wird. Die bereits 1995 erstmals verliehene Marie Sklodowska-Curie – Wilhelm Klemm-Vorlesung mit der Polnischen Chemischen Gesellschaft liest in Ulm Dr. habil. Karol Grela von der Polnischen Akademie der Wissenschaften in Warschau. Beide Wissenschaftler stellen Topthemen aus der Organischen Chemie vor. Beiträge von deutschen Arbeitskreisen aus dieser bedeutenden Teildisziplin der Chemie folgen am 18. September auf dem Wissenschaftsforum in Ulm.

Der gebürtige Inder Aggarwal, der in Cambridge Chemie studierte und nach Aufenthalten in Sheffield, Bath und New York seit 2000 Professor für Synthetische Chemie in Bristol ist, stellt in seinem Vortrag über „Chirale Carbenoide für die asymmetrische Synthese“ ein Teilgebiet aus seinen Forschungsarbeiten über neue katalytische Prozesse für asymmetrische Synthesen vor. Chirale Verbindungen verhalten sich wie Bild und Spiegelbild, können miteinander also nicht zur Deckung gebracht werden. Sie haben somit trotz sonst gleicher Eigenschaften einen anderen Aufbau, der sehr häufig nach sich zieht, dass die beiden Strukturen in der Natur ganz unterschiedlich wirken. Asymmetrische Reaktionen sollen mit geeigneten Agentien und vor allem geeigneten Katalysatoren zu einer bestimmtem Struktur mit der gewünschten Wirkung führen und haben daher u.a. hohe Relevanz für die Pharmaforschung. Die asymmetrische Synthese zählt zur hohen Kunst in der organischen Chemie.

Der 1970 in Warschau geborene Grela ist seit seiner Habilitation 2003 Gruppenleiter und Dozent am Institut für Organische Chemie an der Polnischen Akademie der Wissenschaften. Dort entwickelt er neue synthetische Methoden und Strategien in der organischen Chemie und der metallorganischen Katalyse. Hauptarbeitsgebiet ist die spannende Suche nach neuen Katalysatoren für die Olefin-Metathese, ein noch recht junges, aber schon durch Nobelpreise ausgezeichnetes Gebiet der Chemie. Substituenten an den C-C-Doppelbindungen (oder auch C-C-Dreifachbindungen) auszutauschen, um so beispielsweise zu anspruchsvollen Polymeren, aber auch zu Naturstoffen zu gelangen, erfordert hohe Kreativität in der Chemie. Grela hat bereits zwei Forschungsaufenthalte in Deutschland hinter sich, bei der Bayer AG in Wuppertal und am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim.

Zu den deutschen Arbeitskreisen aus der Organischen Chemie, die sich in Ulm präsentieren, gehört der von Professor Dr. Holger Butenschön von der Universität Hannover, der u.a. auch auf dem Gebiet der Olefin-Metathese-Katalysatoren arbeitet. Seine neuen Katalysatoren enthalten zwei Metalle und sollen dadurch eine bessere katalytische Wirkung bei der Metathese entfalten.

Als ein Teilgebiet ihrer Forschungen stellt Professor Dr. Sabine Laschat von der Universität Stuttgart Tropanalkaloide als wichtige Grundbausteine für die asymmetrische Katalyse und Naturstoffsynthese vor. Tropanalkaloide sind giftige stickstoffhaltige Naturstoffe – Atropin oder Cocain gehören beispielsweise zu dieser Substanzklasse. Weil sie vielfältige biologische Aktivitäten entfalten, sind die Tropanalkaloide für die medizinische Wirkstoffentwicklung interessant, beispielsweise in der Augenheilkunde oder zur Bekämpfung der Reisekrankheit.

Naturstoff- und Wirkstoffsynthesen interessieren auch Professor für Dr. Uli Kazmaier von der Universität des Saarlandes. Er stellt in Ulm neuere Arbeiten zur übergangsmetallkatalysierten asymmetrischen Synthese von Aminosäuren und Peptiden vor. Etwa 1.000 ungewöhnliche Aminosäuren sind in der Natur bekannt (nur ganz wenige Aminosäuren bilden Proteine). Wegen ihrer interessanten biologischen Eigenschaften sind sie beliebte Forschungsobjekte der Chemiker; das gilt auch für die kurzkettigen Peptide, von denen es der Natur ebenfalls vielfältige und ungewöhnliche Strukturen gibt.

Nicht weniger interessant sind neue Synthesewege in der Kohlenhydratchemie, die auf klassischen Syntheseverfahren basieren. Privatdozent Dr. Rainer Mahrwald von der Berliner Humboldt-Universität stellt sie in Ulm vor. U.a. zeigt er einen einfachen Weg auf, stereoselektiv zur D-Fructose zu gelangen. Hier wie auch in den Arbeiten von Professor Dr. Bernd Plietker, Universität Stuttgart, stehen selektiv wirkende Katalysatoren im Mittelpunkt des Interesses für bestimmte Reaktionen zur Bildung von Kohlenstoff/Kohlenstoff-Bindungen. Erst kürzlich hat er neue Eisen-(II)-Katalysatorsysteme zum Patent angemeldet. Während zumeist Übergangsmetallkatalysatoren im Zentrum der Forschung stehen, wächst das Interesse an metallfreien Katalysatoren. Professor Dr. Magnus Rueping von der Universität Frankfurt stellt in Ulm Beispiele enantioselektiver Brønsted-Säure-Katalysen vor, die auch für Naturstoffsynthesen anwendbar sind.

Ein Interessensgebiet von Professor Dr. Siegfried R. Waldvogel von der Universität Bonn ist die Supramolekulare Chemie. Zur Zeit beschäftigt er sich u.a. mit der supramolekularen Erkennung von Explosivstoffen und hofft, mit diesem Verfahren Sprengstoffe schnell detektieren zu können, und zwar insbesondere die nitrobasierten Sprengstoffe wie TNT. Man darf gespannt sein, wie sich supramolekulare Systeme als „Werkzeug“ für analytische Aufgaben bewähren. Mit einer ganz anderen Aufgabenstellung arbeitet Professor Dr. Michael Schmittel auf dem Gebiet der Supramolekularen Chemie. Er will mit einem Baukastensystem supramolekulare Nanoaggregate mit großen Hohlräumen schaffen, u.a. geeignet für die high density Informationsspeicherung. An der Universität Siegen baut er diese hochfunktionalen Nanostrukturen nicht nur auf, sondern charakterisiert ihre Struktur sowie ihre Thermodynamik und Kinetik in Lösung.

Die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) gehört mit über 27.000 Mitgliedern zu den größten chemiewissenschaftlichen Gesellschaften weltweit. Sie hat 25 Fachgruppen und Sektionen, darunter die Liebig-Vereinigung für Organische Chemie mit knapp 1500 Mitgliedern. Hauptanliegen der Liebig-Vereinigung für Organische Chemie sind u.a., Forschungsrichtungen und Forschungsvorhaben auf dem Gebiet der Organischen Chemie anzuregen, über wesentliche Aktivitäten auf diesem Gebiet zu informieren und durch intensive Öffentlichkeitsarbeit wichtige und aktuelle Aspekte der Organischen Chemie bekannt zu machen. Die Liebig-Vereinigung führt in Ulm noch das Karl-Ziegler-Stiftungssymposium durch.