Wissenschaftler entdecken neue Supersäure |
Wissenschaftlern der Universität Paderborn ist es gelungen, ganz besondere Katalysatoren, sogenannte Lewis-Supersäuren, herzustellen, mit deren Hilfe starke chemische Bindungen gespalten und Reaktionen beschleunigt werden. Die Herstellung dieser Stoffe hat sich bislang als äußerst schwierig erwiesen. Mit der Entdeckung der Chemiker könnten biologisch nicht-abbaubare fluorhaltige Kohlenwasserstoffe, ähnlich wie Teflon, und perspektivisch sogar klimaschädliche Treibhausgase wie Schwefelhexafluorid wieder in nachhaltig verwertbare Chemikalien umgewandelt werden.
Als Lewis-Säuren werden Verbindungen bezeichnet, die Elektronenpaare
anlagern. Aufgrund dieser Fähigkeit werden sie häufig eingesetzt, um
chemische Reaktionen zu beschleunigen. Lewis-Supersäuren sind stärker
als Antimonpentafluorid – die stärkste Lewis-Säure – und können selbst
die robustesten Bindungen aufbrechen. Prof. Dr. Jan Paradies vom
Department Chemie der Universität Paderborn erklärt: „Für starke
Bindungen benötigt man sehr reaktive Reagenzien, also Stoffe, die extrem
bereitwillig reagieren.“ Der neue Katalysator kann z. B.
Kohlenstoff-Fluor oder Schwefel-Fluor-Bindungen spalten, die besonders
stabil sind. „Intrinsisch sind diese Lewis-Supersäuren unglaublich
reaktiv, was deren Herstellung und Anwendung schwierig macht. Durch
einen Trick haben wir es geschafft, solche Moleküle herzustellen und in
katalytischen Reaktionen einzusetzen. Dadurch lassen sich zum Beispiel
nahezu inerte, also wenig reaktionsfreudige Kohlenstoff-Fluor- oder
Schwefel-Fluor-Bindungen aktivieren und weiter umsetzen“, so Paradies.
Die
Wissenschaftler im Department Chemie haben sich am Center for
Sustainable Systems Design (CSSD) zusammengeschlossen. Das CSSD bündelt
die interdisziplinäre Grundlagenforschung im Bereich der Nachhaltigkeit
an der Universität Paderborn. Die komplementäre wissenschaftliche
Ausrichtung der beteiligten Gruppen ist die Keimzelle für neue Ansätze
in der Entwicklung nachhaltiger Systeme. Damit möchte das Center zu
einer nachhaltigen Nutzung von Ressourcen beitragen. Solche und
verwandte Themen werden in Paderborn außerdem im Rahmen des
Masterstudiengangs „Nachhaltige Chemie“ behandelt. Paradies: „Damit
setzen wir auch in der Lehre deutliche Akzente im Bereich der
Nachhaltigkeit.“
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.uni-paderborn.de/nachricht/100057
Quelle: Universität Paderborn (02/2023)
Publikation: DOI: https://doi.org/10.1002/ange.202216959 |