Chemiker wie Barry Trost von der US-amerikanischen Stanford Universität beschäftigen sich mit dem sparsamen Umgang mit Reagenzien. Sein Ziel: Trost sucht nach dem kürzesten Weg zu einer chemischen Reaktion. Die Abkürzung läuft dabei über Katalysatoren: "Meine Arbeit dreht sich um eine Gruppe von Elementen, die man als Übergangsmetalle bezeichnet. Ihre Struktur macht sie zu sehr effektiven Katalysatoren. Da ihre Eigenschaften gut bekannt sind, können wir sie gezielt zum Aufbau ganz bestimmter Moleküle einsetzen."
Zwei Parameter bestimmen dabei eine katalysierte Reaktion: Einerseits die Selektivität sowie ein möglichst sparsamer Umgang mit den Atomen. Das Maß an Selektivität bestimmt die Ausbeute an gewünschten Reaktionsprodukten gegenüber unerwünschten Nebenerzeugnissen. So gelten Reaktionen mit Ausbeuten von 80 Prozent unter Experten bereits als sehr gut. Barry Trost setzt dafür zum Beispiel auf Katalysatoren aus Ruthenium. Doch der Chemiker weicht dabei von dem Vorbild der Natur ab: "Die Natur baut nicht besonders atomsparende Strukturen auf und benutzt auch nicht immer die einfachste Möglichkeit einer Umsetzung. Dagegen ist die Natur hinsichtlich der Selektivität sehr gut."
Um effektive Katalysatoren zu finden, vertrauen die Chemiker schon lange nicht mehr auf den Zufall, sondern auf Computersimulationen und Berechnungen der molekularen Strukturen. Und auch wenn diese Rechnungen einmal nicht so aufgehen wie erhofft - die Mühe lohnt sich immer, sagt Barry Trost: "Um eine Struktur zu erzeugen, die normalerweise schwierig herzustellen ist, können sie eine Reaktion planen, und vorhersagen, was dabei herauskommt. Da haben wir ziemliches Glück gehabt, dass sich das so meistens auch ergeben hat. Aber wir erleben immer wieder Überraschungen. Doch auch sie sind sehr nützlich, denn so lernen wir, wo unsere Theorien noch verbessert werden müssen." Und damit könnten dann auch in bislang unbekannten Feldern bessere Prognosen zu chemischen Reaktionen getroffen werden.
[Quelle: Hellmuth Nordwig]
Zwei Parameter bestimmen dabei eine katalysierte Reaktion: Einerseits die Selektivität sowie ein möglichst sparsamer Umgang mit den Atomen. Das Maß an Selektivität bestimmt die Ausbeute an gewünschten Reaktionsprodukten gegenüber unerwünschten Nebenerzeugnissen. So gelten Reaktionen mit Ausbeuten von 80 Prozent unter Experten bereits als sehr gut. Barry Trost setzt dafür zum Beispiel auf Katalysatoren aus Ruthenium. Doch der Chemiker weicht dabei von dem Vorbild der Natur ab: "Die Natur baut nicht besonders atomsparende Strukturen auf und benutzt auch nicht immer die einfachste Möglichkeit einer Umsetzung. Dagegen ist die Natur hinsichtlich der Selektivität sehr gut."
Um effektive Katalysatoren zu finden, vertrauen die Chemiker schon lange nicht mehr auf den Zufall, sondern auf Computersimulationen und Berechnungen der molekularen Strukturen. Und auch wenn diese Rechnungen einmal nicht so aufgehen wie erhofft - die Mühe lohnt sich immer, sagt Barry Trost: "Um eine Struktur zu erzeugen, die normalerweise schwierig herzustellen ist, können sie eine Reaktion planen, und vorhersagen, was dabei herauskommt. Da haben wir ziemliches Glück gehabt, dass sich das so meistens auch ergeben hat. Aber wir erleben immer wieder Überraschungen. Doch auch sie sind sehr nützlich, denn so lernen wir, wo unsere Theorien noch verbessert werden müssen." Und damit könnten dann auch in bislang unbekannten Feldern bessere Prognosen zu chemischen Reaktionen getroffen werden.
[Quelle: Hellmuth Nordwig]