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Ressourcenschonender Katalysator

Mangan und Wasser als grüne Alternative bei der Medikamentenherstellung

| Redakteur: Alexander Stark

Struktur des aktiven Mangan-Katalysators in Wasser.
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Struktur des aktiven Mangan-Katalysators in Wasser. (Bild: Universität Göttingen)

Zur Herstellung von Medikamenten, Pflanzenschutzmitteln und Smartphonedisplays werden zumeist Verfahren eingesetzt, die kostenintensiv sind und eine große Menge an Abfall erzeugen. Wissenschaftlern der Universität Göttingen ist es jetzt gelungen, eine ressourcenschonende, „grüne“ Alternative zu entwickeln.

Göttingen – Die von Prof. Dr. Lutz Ackermann vom Institut für Organische und Biomolekulare Chemie der Universität Göttingen und seinem Team entwickelte umweltfreundliche Strategie bietet wesentliche Vorteile gegenüber bislang etablierten Verfahren. So wird das natürlich häufig vorkommende, nichttoxische Metall Mangan anstelle von noblen Übergangsmetallen, wie Palladium oder Platin, eingesetzt. Traditionell werden zudem organische Lösungsmittel verwendet, welche leicht entflammbar und giftig sind. Im Gegensatz hierzu kann in dem neuen Ansatz umweltfreundliches Wasser genutzt werden. Dies ist möglich, da in der Reaktion eine Mangan-Kohlenstoff-Bindung gebildet wird. Diese ist wesentlich stabiler als vergleichbare Bindungen zwischen Kohlenstoff und den hochreaktiven Metallen Lithium oder Magnesium.

Experimente mit computergestützten Berechnungen kombiniert

Mit dem neuen Verfahren gelingt es laut Ackermann, gezielt eine einzige starke Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung, von denen organische Verbindungen eine Vielzahl enthalten, zu spalten und in das gewünschte Produkt zu überführen. Um die Ergebnisse zu erreichen, wurden experimentelle Untersuchungen im Labor mit computergestützten Berechnungen kombiniert. Dadurch konnte das Forscherteam einen detaillierten Einblick in die genaue Wirkungsweise des Katalysators erhalten. Und das wiederum ermöglichte ihnen, das Verfahren für die Herstellung weiterer Materialien anzuwenden.

Originalpublikation: Hui Wang et al. ersatile and robust C–C activation by chelation-assisted manganese catalysis.V Nature Catalysis (2018).

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