Wenn Chemiker aus kleinen Molekülen ein komplexes Gebilde formen, dann müssen sie die Atome in den einzelnen Bausteinen fest miteinander verbinden. Das fällt leicht, wenn es um Bindungen zwischen Kohlenstoff und einem zweiten Element geht, wie zum Beispiel Sauerstoff, Chlor oder auch Stickstoff. Schwieriger ist es, Kohlenstoff mit Kohlenstoff zu verbinden. Denn der Kohlenstoff muss zunächst einmal aktiviert werden. Die Preisträger in diesem Jahr haben verschiedene Methoden gefunden, wie man dabei vorgehen kann. Allen gemeinsam ist, dass sie einen ganz bestimmten Reaktionsvermittler benutzten, einen Katalysator, der die beiden Partner zusammen bringt: das Edelmetall Palladium. Es nimmt sozusagen die beiden Reaktionspartner an die Hand und sorgt dafür, dass sie einander näher kommen - um dann eine beständige Partnerschaft einzugehen.
Von den drei Preisträgern hat Richard Heck die Pionierarbeit geleistet. Im Fall seiner Reaktion ist der eine Partner ein Molekül mit einer ungesättigten Kohlenstoffbindung, ein Olefin. Das sind wichtige Ausgangsstoffe für die Kunststoffindustrie. So lässt sich zum Beispiel die Substanz Styrol auf diesem Wege herstellen - aus den beiden Ausgangsstoffen Ethen und Chlorbenzol. Eine Reaktion, die in dieser Einfachheit bis zu diesem Zeitpunkt undenkbar gewesen wäre.
Die Negishi-Reaktion hingegen baut auf einem Reagenz auf, das schon im Jahr 1912 mit einem Nobelpreis gewürdigt wurde, auf einer Grignard-Verbindung. Das ist eine Substanz, in der der Kohlenstoff mit Hilfe von Magnesium aktiviert worden ist. Ei-ichi Negishi modifizierte dieses Schema. Er wählt Zink anstelle von Magnesium und setzte ebenfalls auf Palladium als Vermittler. Damit zähmte er das Reagenz. Denn eine Grignard-Reaktion beginnt zwar meistens eher schleppend, kann aber auch sehr schnell zu einer wüsten, heftigen Reaktion umschlagen. Ein sehr aggressiver Reaktionspartner bedeutet aber auch, dass bei der Umsetzung ungewünschte Nebenprodukte entstehen. Für die Synthese von komplexen Molekülen braucht man daher etwas feinere Werkzeuge, wie eben die gut kontrollierte Negishi-Reaktion.
Akira Suzuki baute auf diesem Konzept auf. Er setzte jedoch auf das fünfte Element im Periodensystem, um den Kohlenstoff zu aktivieren: auf das Halbmetall Bor. Auch diese Reaktion verläuft besonders mild und ist ein sehr feines Werkzeug, das in einem komplexen Molekül nur ganz bestimmte Stellen angreift. Und weil die meisten Bor-Verbindungen auch ungiftig sind, hat sich die Suzuki-Kupplung zu einem Standardwerkzeug in der Chemie- und Pharmaindustrie entwickelt.
Alle drei Forscher wandeln auf leicht unterschiedlichen Pfaden, aber am Ende erreichen sie immer dasselbe Ziel: Kohlenstoffatome fest miteinander zu verbinden.
Von den drei Preisträgern hat Richard Heck die Pionierarbeit geleistet. Im Fall seiner Reaktion ist der eine Partner ein Molekül mit einer ungesättigten Kohlenstoffbindung, ein Olefin. Das sind wichtige Ausgangsstoffe für die Kunststoffindustrie. So lässt sich zum Beispiel die Substanz Styrol auf diesem Wege herstellen - aus den beiden Ausgangsstoffen Ethen und Chlorbenzol. Eine Reaktion, die in dieser Einfachheit bis zu diesem Zeitpunkt undenkbar gewesen wäre.
Die Negishi-Reaktion hingegen baut auf einem Reagenz auf, das schon im Jahr 1912 mit einem Nobelpreis gewürdigt wurde, auf einer Grignard-Verbindung. Das ist eine Substanz, in der der Kohlenstoff mit Hilfe von Magnesium aktiviert worden ist. Ei-ichi Negishi modifizierte dieses Schema. Er wählt Zink anstelle von Magnesium und setzte ebenfalls auf Palladium als Vermittler. Damit zähmte er das Reagenz. Denn eine Grignard-Reaktion beginnt zwar meistens eher schleppend, kann aber auch sehr schnell zu einer wüsten, heftigen Reaktion umschlagen. Ein sehr aggressiver Reaktionspartner bedeutet aber auch, dass bei der Umsetzung ungewünschte Nebenprodukte entstehen. Für die Synthese von komplexen Molekülen braucht man daher etwas feinere Werkzeuge, wie eben die gut kontrollierte Negishi-Reaktion.
Akira Suzuki baute auf diesem Konzept auf. Er setzte jedoch auf das fünfte Element im Periodensystem, um den Kohlenstoff zu aktivieren: auf das Halbmetall Bor. Auch diese Reaktion verläuft besonders mild und ist ein sehr feines Werkzeug, das in einem komplexen Molekül nur ganz bestimmte Stellen angreift. Und weil die meisten Bor-Verbindungen auch ungiftig sind, hat sich die Suzuki-Kupplung zu einem Standardwerkzeug in der Chemie- und Pharmaindustrie entwickelt.
Alle drei Forscher wandeln auf leicht unterschiedlichen Pfaden, aber am Ende erreichen sie immer dasselbe Ziel: Kohlenstoffatome fest miteinander zu verbinden.