Wirtschaftliche und sichere Chemieproduktion

Katalysatoren sind Substanzen, die einer chemischen Reaktion zugesetzt werden, um sie zu beschleunigen oder wirkungsvoller zu gestalten. Beispielsweise enthalten viele wichtige chemische Produkte wie etwa Pharmazeutika oder Kunststoffe organische Moleküle mit einem Kohlenstoffgerüst. Die Herstellung dieser Produkte erfordert die Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen (C-C), was eine schwierige chemische Reaktion ist, die traditionell mit teuren oder giftigen Edelmetallkatalysatoren wie Gold und Platin unterstützt werden muss.

Das EU-finanzierte Projekt SILACOFECC (New anionic ligands for base metal catalysis) entwickelte einen Weg zur Verbesserung ungiftiger, preisgünstiger Katalysatoren für C-C-Bindungsbildungsreaktionen. Das Projektteam setzte Silizium ein, um die reichlich vorhandenen Metalle (Eisen und Kobalt) in wirkungsvolle Katalysatoren umzuwandeln.

Silizium bindet sich an ein Metallatom, das sich in der Mitte eines Moleküls befindet, wobei ein neuer Komplex gebildet wird, der die chemischen Eigenschaften des Metalls verändert. Forscher haben neue Siliziumverbindungen hergestellt, die als Liganden bekannt sind, und überprüft, ob mit diesen die katalytischen Eigenschaften von Eisen und Kobalt feinabgestimmt werden können.

Sie stellten fest, dass diese Siliziumverbindungen die Wasserstoffatome rund um das Molekül bewegten und sie zu den Kohlenstoffatomen übertrugen. Mit der Unterstützung von Eisen- oder Kobaltkatalysatoren bei der Bildung neuer chemischer Bindungen kann eine derartige Wanderung von Atomen eine nützliche Eigenschaft zukünftiger Liganden darstellen.

Die von Siliziumliganden unterstützte Entwicklung von kostengünstigen, ungiftigen Katalysatoren ist ein bedeutender Schritt hin zu einer umweltfreundlichen und kosteneffizienten Chemieproduktion.