Newsportal - Ruhr-Universität Bochum

Negativ geladene Kohlenstoffverbindungen, sogenannte Carbanionen, sind in der Regel hoch reaktive Verbindungen, die zum Teil sehr heftig mit Luft und Feuchtigkeit reagieren und daher Schutzvorkehrungen für ihre Handhabung benötigen. Aufgrund ihrer hohen Ladung besitzen sie jedoch auch besondere Eigenschaften und Reaktivitäten. Das macht sie zu attraktiven, hoch wirksamen Reagenzien. Sie zu stabilisieren, um ihre Eigenschaften kontrolliert untersuchen und ihre Reaktionsweisen steuern zu können, plant Prof. Dr. Viktoria Däschlein-Gessner. Die Inhaberin des Lehrstuhls für Anorganische Chemie der Ruhr-Universität Bochum wird dabei vom Europäischen Forschungsrat im Rahmen eines Consolidator Grant mit 2 Millionen Euro gefördert.

Carbanionen maßschneidern

Carbanionen werden vielfach im industriellen Maßstab in der organischen Synthese eingesetzt. „Aufgrund ihrer intrinsischen Reaktivität werden sie dabei in der Regel nur als Zwischenschritt hergestellt und kaum als isolierte Substanzen eingesetzt“, erklärt Viktoria Däschlein-Gessner. „Durch geschicktes Moleküldesign lassen sich jedoch auch Carbanionen stabilisieren“, ist sie sicher.

In ihrem Forschungsprojekt möchte sie carbanionische Verbindungen maßschneidern und so ihre Stabilität gezielt einstellen, um neue Anwendungsfelder zu eröffnen. Derartige Strategien hat ihre Gruppe bereits im Rahmen eines ERC Starting Grants erfolgreich auf andere Substanzklassen angewandt und so zahlreiche, auch unerwartete Innovationen in der Molekülchemie hervorgebracht.

Katalysatoren und Superbasen

„Nun soll dieser Ansatz einen Perspektivwechsel in der Carbanionenchemie bewirken und damit reaktive Reagenzien zu breit anwendbaren Bausteinen und funktionellen Gruppen umgestalten“, so Viktoria Däschlein-Gessner. Unterstützt durch computergestützte Studien will sie so die anionische Natur und den Elektronenreichtum von Carbanionen systematisch ausnutzen, um Eigenschaften und Reaktivitäten zu erreichen, die mit herkömmlichen Strategien nicht zugänglich sind. Dies soll in unterschiedlichen Forschungsrichtungen eingesetzt werden. Ziel ist es, auf diese Weise etwa neue, hoch effiziente Katalysatoren zu entwickeln, die auf breit verfügbaren Elementen basieren. Die Forschenden wollen aber auch Superbasen für die Bindung von CO₂ oder elektronisch schaltbare Materialien entwickeln.