Umweltfreundlichere organisch-chemische Produktion
Chemische Produkte werden hergestellt, indem Substanzen, auch als Reaktanzen bezeichnet, durch das Aufbrechen und Bilden von chemischen Bindungen zu anderen Substanzen verändert werden. Diese Bindungen entstehen entweder, wenn Atome innerhalb von Molekülen sich Elektronen teilen oder wenn Atome mit entgegengesetzten Ladungen zueinander hingezogen werden. Der Prozess der chemischen Umwandlung von Reaktanzen zu Produkten ist oft ineffizient und erzeugt eine große Menge an gefährlichen Abfällen. Die EU-finanzierte Initiative HYPERCAT (Hypervalent chemistry and catalysis) entwickelte umweltfreundlichere Wege, um organisch-chemische Produkte herzustellen - insbesondere komplexe kleine Moleküle. Ein Weg, um Reaktionen effizienter zu machen, ist die Verwendung eines Katalysators, der das Aufbrechen und die Bildung von Bindungen unterstützt, indem er Elektronen sowohl empfängt als auch abgibt. Um Kohlenstoffbindungen in organischen Molekülen zu erzeugen, verwenden Chemiker oft teure Metalle wie Palladium, Nickel oder Platin als metallorganische Katalysatoren. HYPERCAT untersuchte, ob die ungiftigen und natürlich vorkommenden Elemente Bor und Silizium anstelle von herkömmlichen metallorganischen Katalysatoren verwendet werden könnten, um organische Verbindungen herzustellen. Unter bestimmten Bedingungen sind Bor und Silizium nützliche Elektronenüberträger. Um ein größeres Repertoire an nicht-toxischen Organometallreagentien für die Verwendung in der organischen Chemie zu entwickeln, wollten die Forscher verstehen, wie sie sich unter diesen Bedingungen verhalten. Danach entwickelten die Teammitglieder Wege, um bor- und siliziumbasierte Reagenzien mit speziell konstruierten chemischen Strukturen zu bilden. Diese Reagenzien können verwendet werden, um komplexe Moleküle zu bilden, deren Strukturen durch andere Verfahren nicht erzeugt werden können. Bei den organischen Molekülen, die HYPERCAT auf diese Weise geschaffen hat, handelt es sich um Alkene, und sie gehören zu den wichtigsten und global weit verbreitet eingesetzten industriellen Verbindungen. Durch die Bereitstellung von preiswerten, umweltfreundlichen chemischen Wegen zur Herstellung dieser und anderer organischer Moleküle leistete HYPERCAT einen wichtigen Beitrag zur umweltverträglichen Chemie.
Schlüsselbegriffe
organisch-chemische Produktion, Chemie, Katalysatoren, HYPERCAT, organometallisch, Bor, Silizium