Presseinformation: Nachhaltige Wege in der Molekülherstellung

Nr. 44 - 11.03.2025

Forschungsteam der Universität Göttingen entwickelt innovative elektrochemische Katalysen

(pug) Sie sind für die Herstellung von Medikamenten und in der Materialforschung essenziell: Molekülstrukturen, die sich gezielt herstellen lassen und so spezifische Eigenschaften erfüllen. Ein Forschungsteam der Universität Göttingen hat dazu eine innovative Strategie entwickelt, welche die häufig vorkommenden Metalle Nickel und Kobalt nutzt. Diese beschleunigen chemische Reaktionen, bei denen solche Molekülstrukturen entstehen. Außerdem nutzt die neue Technik elektrische Energie, um chemische Reaktionen auszulösen und dabei Wasserstoff als nützliches Nebenprodukt zu erzeugen – was einen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger Energiesysteme leistet. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Catalysis erschienen.

Um das neue Verfahren zu entwickeln, mussten spezielle, ringförmige Moleküle in neue, nützliche Verbindungen umgewandelt werden. Dazu setzte das Team maßgeschneiderte Hilfsstoffe – sogenannte Liganden – ein, welche die Reaktion mit großer Genauigkeit ermöglichten. Dabei kam maschinelles Lernen zum Einsatz, um die besten Liganden zu identifizieren. Hierbei spielen Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen eine entscheidende Rolle. Nickel und Kobalt dienen als sogenannte Katalysatoren, also Stoffe, die chemische Reaktionen beschleunigen, ohne selbst dabei verbraucht zu werden.

„Besonders bemerkenswert ist, dass die Metalle Nickel und Kobalt jeweils andere chemische Wege gehen, also unterschiedliche Reaktionen beeinflussen“, erklärt Forschungsleiter Prof. Dr. Lutz Ackermann vom Institut für Organische und Biomolekulare Chemie der Universität Göttingen. „Um die Unterschiede zwischen den beiden Metallen besser zu verstehen, haben wir umfangreiche Berechnungen und Experimente durchgeführt. Dabei konnten wir identifizieren, welcher Reaktionsschritt mit Nickel energetisch besonders günstig ist, während mit Kobalt ein anderer Reaktionsweg bevorzugt wird.“ Die vorgestellten Ergebnisse liefern wertvolle Einblicke in die chemischen Umsetzungen mit Nickel und Kobalt und könnten dazu beitragen, nachhaltigere Methoden für die Herstellung von Wirkstoffen und Materialien zu entwickeln.

Originalveröffentlichung: Tristan von Münchow et al. Enantioselective C–H annulations enabled by either nickel- or cobalt-electrocatalysed C–H activation for catalyst-controlled chemodivergence. Nature Catalysis (2025). DOI: 10.1038/s41929-025-01306-9.

Kontakt:

Prof. Dr. Lutz Ackermann

Georg-August-Universität Göttingen

Institut für Organische und Biomolekulare Chemie

Tammannstraße 2

37077 Göttingen

Telefon: 0551 39-33202

E-Mail: lutz.ackermann@chemie.uni-goettingen.de

Internet: www.uni-goettingen.de/de/50118.html