Effiziente Synthese von Feinchemikalien

Kategorie(n): Chemie, Verfahrenstechnik | Lebenswegphase(n): Werkstoffherstellung

Um in der Chemie zwei Kohlenstoffatome miteinander zu verbinden, wird dies oft durch Suzuki-Kupplung realisiert. Benannt ist die Reaktion nach dem Japaner Akira Suzuki, der dafür zusammen mit zwei weiteren Wissenschaftlern 2010 den Chemie-Nobelpreis erhielt. Nötig ist dazu ein Katalysator in gelöster Form, der nur mit großem Aufwand vom verwendeten Lösungsmittel und von den entstandenen Produkten und Nebenprodukten getrennt werden kann. Generell fallen in der Produktion von Feinchemikalien und Medikamenten oftmals mehr Synthese-Nebenprodukte an als vom gewünschten Produkt.

Chemieingenieure der ETH Zürich haben nun anstatt eines flüssigen einen festen Katalysator entwickelt, der aus einem molekularen Gitternetz aus Kohlenstoff- und Stickstoff-Atomen besteht, sogenanntes graphitisches Kohlenstoffnitrid. Die Lücken in diesem Gitter wurden mit Palladium-Atomen besetzt. Dieser Festkörper-Katalysator löst sich nicht in der Reaktionsflüssigkeit und kann dadurch über sehr viel längere Zeit eingesetzt werden, so dass er etwa zwanzigmal effizienter ist als heute verwendete Katalysatoren. Der Palladium-Verbrauch und die entstehende Abfallmenge können dadurch stark reduziert werden. Das Hochskalieren von Labor- auf Industriemaßstab sehen die Wissenschaftler als leicht umsetzbar an. Werden die Palladium-Atome durch andere Metallatome ersetzt, seien damit in Zukunft auch andere Synthesen zu katalysieren.


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