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Ein weißes Pulver wird mit einem Spatel aus einem Fläschchen genommen.

Die Verbindungen werden in einer sogenannten Glovebox verarbeitet, um Luft und Feuchtigkeit auszuschließen.

Science-Publikation

Neues Syntheseverfahren für die nachhaltige Nutzung kleiner Moleküle

Das Bochumer Reaktionsprinzip kommt ohne teure und gifte Metalle aus. Zudem lässt sich damit eine chemische Verbindung erzeugen und weiterverarbeiten, die bislang nur als flüchtiger Übergangszustand bekannt war.

Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben einen neuen Syntheseweg gefunden, mit dem sie eine besondere organische Verbindung aus dem einfachen Molekül Kohlenmonoxid (CO) herstellen können: sogenannte anionische Ketene. Diese waren bislang nur als reaktive Zwischenstufe bekannt, konnten aber nicht weiter genutzt werden. Die Bochumer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erzeugten anionische Ketene, die so stabil waren, dass sie sie isolieren konnten. Anders als bei bisherigen Verfahren, mit denen sich höherwertige Verbindungen aus einfachen Molekülen herstellen lassen, waren dafür keine teuren oder giftigen Metalle erforderlich. Die Forschenden vom Lehrstuhl für Anorganische Chemie II nutzten stattdessen einfache Phosphorverbindungen, Ylide genannt, in Verbindung mit Natrium- oder Kaliumbasen.

Mike Jörges, Felix Krischer und Prof. Dr. Viktoria Däschlein-Gessner vom Exzellenzcluster Ruhr Explores Solvation (RESOLV) beschreiben die Ergebnisse in der Zeitschrift Science vom 22. Dezember 2022.

Es ist ein besonders attraktiver Weg für die Entwicklung nachhaltiger Syntheseverfahren.

– Viktoria Däschlein-Gessner

„Kleine Moleküle wie Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid oder Kohlenmonoxid fallen häufig als Nebenprodukte großtechnischer Verfahren an oder sind aus nachwachsenden Rohstoffen einfach zugänglich“, erklärt Däschlein-Gessner. „Weil sie leicht verfügbar sind, sind sie als Synthesebausteine interessant, um zentrale Ausgangsstoffe oder komplexe Wirkstoffmoleküle zu gewinnen. Es ist ein besonders attraktiver Weg für die Entwicklung nachhaltiger Syntheseverfahren.“

Das Bochumer Forschungsteam: Felix Krischer, Mike Jörges und Viktoria Däschlein-Gessner (von links)

Großes Potenzial vermutet

Das Reaktionsprinzip und das Potenzial der anionischen Ketene will die Bochumer Gruppe nun weiter untersuchen. „Die Reaktionsweise der Phosphorverbindungen ist wegweisend, um weitere Verfahren zu entwickeln, mit denen sich Synthesebausteine wie CO nutzen lassen“, sagt Däschlein-Gessner. „Wir sind uns außerdem sicher, dass die anionischen Ketene ein noch viel größeres Potenzial für die Synthesechemie besitzen, als wir jetzt schon zeigen konnten.“

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