Synthesechemie

Mit Photokatalyse aus Treibhausgas wertvolle Stoffe herstellen

Forschenden der Universität Regensburg und des Pharmaunternehmens AstraZeneca in Göteborg, Schweden, ist es gelungen, mithilfe eines photochemischen Verfahrens Kohlendioxid an organische Moleküle anzulagern.

Dazu benötigt die Forschungsgruppe einen speziellen Katalysator sowie blaues Licht. Die Lichtenergie wird durch den Katalysator aufgenommen und ermöglicht, dass ein Kohlendioxidmolekül in die chemische Bindung zwischen Kohlenstoff- und Wasserstoffatom integriert wird. Durch diese Technik kann auch CO2 zur Herstellung von Chemikalien verwendet werden. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift „Chem“ beschrieben.

Synthesechemie mit Kohlendioxid und Sonnenlicht. © Universität Regensburg, Matthias Schmalzbauer

In der Chemie ist Kohlendioxid grundsätzlich ein attraktiver Baustein für Verbindungen auf Kohlenstoff-Basis, denn CO2 ist reichlich vorhanden und sein „Verbrauch“ aus Nachhaltigkeitsgründen durchaus gewünscht. Bislang kam CO2 in der Synthese jedoch nur eingeschränkt zum Einsatz, da aufgrund seiner niedrigen Reaktivität in herkömmlichen Verfahren sehr energiereiche Reagenzien zum Einsatz kommen mussten, um die gewünschten Transformationen zu erzielen. Auf die Zugabe dieser Stoffe kann bei der Anwendung der neu entdeckten Methode verzichtet werden.

Der Wegfall der zusätzlichen Reagenzien und die milden Reaktionsbedingungen machen das photochemische Verfahren gerade auch für den Einsatz in der Pharmazie für die Herstellung von Medikamenten interessant. Empfindliche und komplexe Ausgangsmoleküle können mit Kohlendioxid zur Reaktion gebracht werden, wodurch neue potentielle Wirkstoffe in reiner Form erhalten werden.

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Originalpublikation:
Matthias Schmalzbauer, Thomas D. Svejstrup, Florian Fricke, Peter Brandt, Magnus J. Johansson, Giulia Bergonzini, Burkhard König, Redox-Neutral Photocatalytic C−H Carboxylation of Arenes and Styrenes with CO2. In: Chem, Oktober 2020; https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.08.022

Quelle: Universität Regensburg

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