Katalysatoren machen chemische Umsetzungen erst möglich, die sonst so nicht oder nur unter strikten Bedingungen wie hohem Druck oder Temperatur stattfinden würden. So helfen die Mittler der Chemie aktiv, Energie einzusparen und die Umwelt zu entlasten. "Ein französischer Wissenschaftler entwickelte ein Verfahren, mit dem langkettige Kunststoffe mit Katalysatoren in harmlose gasförmige Produkte wie Ethan, Methan und weitere zerlegt werden können", schildert Professor Wolfgang Hermann von der Technischen Universität München. Der Katalysator selbst wird häufig als Pulver einer Lösung zugesetzt, in der sich dann die Reaktion abspielt. Um organische Verbindungen zu erzeugen, eignen sich Metalle wie Platin, Palladium oder Rhodium als Katalysatoren besonders gut. Viele neuartige Katalysatoren werden dazu direkt im Reaktionsmedium aufgelöst. Auch bei dieser so genannten homogenen Katalyse nehmen Metallverbindung eine zentrale Rolle ein. Als Pionier auf diesem Sektor gilt der 2001 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnete Ryoji Noyori von der Universität Nagoya in Japan. Dazu Hermann: "Bei der homogenen Katalyse befinden sich die Ausgangsstoffe, die Produkte und der Katalysator alle in einer Phase, etwa in einer Lösung. Noyori entwickelte ein Verfahren, mit dem Menthol auf elegante Weise abfallfrei hergestellt werden kann."
Der Geschmacksstoff der Pfefferminze ist nicht nur für Hustenpastillen interessant, sondern steckt auch in einer breiten Palette von Produkten, vom Likör über Parfüms bis hin zu Ersatzzigaretten. Überdies bildet Menthol einen wichtigen Ausgangsstoff für viele Umsetzugen in der Industrie. Weil aber die natürlichen Pfefferminzbestände den Bedarf nicht immer decken können, ist eine Umwelt schonende Synthese gefragt, erläutert Noyori: "Die Ernte hängt stark von den Wetterbedingungen ab. Außerdem ist Japan ein kleines Land und wir haben nicht genügend Platz, um Menthol nur auf natürlichem Wege zu gewinnen. Die chemische Herstellung ist da viel effektiver." Doch noch etwas anderes fasziniert Chemiker seit langem. Denn Menthol existiert in acht verschiedenen räumlichen Anordnungen, von denen aber nur eine einzige geruchsintensiv und chemisch wirksam ist. Die Strukturen sind dabei so unerschiedlich wie die rechte und die linke Hand, die sich nicht zur Deckung bringen lasssen, weil sie jeweils asymmetrisch aufgebaut sind. Noyori entwickelte einen Katalysator auf Basis von Ruthenium, der die Ausgangsstoffe der Mentholherstellung quasi an der richtigen Hand nimmt und in eine für die Reaktion geeignete Position manövriert. "Mit dieser asymmetrischen Synthese werden also gezielt nur die links- oder die rechtshändigen Moleküle hergestellt. Das ist für die Industrie von großer Bedeutung. Ich nenne diese Sysnthese vierdimensional, denn außer der Raumstruktur ist auch die Geschwindigkeit entscheidend dafür, dass die Verknüpfung wirklich effektiv abläuft", erklärt der Japaner. Dabei entsteht nur jene eine gewünschte der acht möglichen Formen des Menthols - und es entfallen jene sieben Achtel, die bislang anfielen und verworfen werden mussten.
[Quelle: Hellmuth Nordwig]
Der Geschmacksstoff der Pfefferminze ist nicht nur für Hustenpastillen interessant, sondern steckt auch in einer breiten Palette von Produkten, vom Likör über Parfüms bis hin zu Ersatzzigaretten. Überdies bildet Menthol einen wichtigen Ausgangsstoff für viele Umsetzugen in der Industrie. Weil aber die natürlichen Pfefferminzbestände den Bedarf nicht immer decken können, ist eine Umwelt schonende Synthese gefragt, erläutert Noyori: "Die Ernte hängt stark von den Wetterbedingungen ab. Außerdem ist Japan ein kleines Land und wir haben nicht genügend Platz, um Menthol nur auf natürlichem Wege zu gewinnen. Die chemische Herstellung ist da viel effektiver." Doch noch etwas anderes fasziniert Chemiker seit langem. Denn Menthol existiert in acht verschiedenen räumlichen Anordnungen, von denen aber nur eine einzige geruchsintensiv und chemisch wirksam ist. Die Strukturen sind dabei so unerschiedlich wie die rechte und die linke Hand, die sich nicht zur Deckung bringen lasssen, weil sie jeweils asymmetrisch aufgebaut sind. Noyori entwickelte einen Katalysator auf Basis von Ruthenium, der die Ausgangsstoffe der Mentholherstellung quasi an der richtigen Hand nimmt und in eine für die Reaktion geeignete Position manövriert. "Mit dieser asymmetrischen Synthese werden also gezielt nur die links- oder die rechtshändigen Moleküle hergestellt. Das ist für die Industrie von großer Bedeutung. Ich nenne diese Sysnthese vierdimensional, denn außer der Raumstruktur ist auch die Geschwindigkeit entscheidend dafür, dass die Verknüpfung wirklich effektiv abläuft", erklärt der Japaner. Dabei entsteht nur jene eine gewünschte der acht möglichen Formen des Menthols - und es entfallen jene sieben Achtel, die bislang anfielen und verworfen werden mussten.
[Quelle: Hellmuth Nordwig]