Hochreaktive Reagenzien zähmen

Negativ geladene Kohlenstoffverbindungen, sogenannte Carbanionen, sind in der Regel hoch reaktive Verbindungen, die teils sehr heftig mit Luft und Feuchtigkeit reagieren und daher Schutzvorkehrungen für ihre Handhabung benötigen. Aufgrund ihrer hohen Ladung besitzen sie jedoch auch besondere Eigenschaften und Reaktivitäten. Das macht sie zu attraktiven, hoch wirksamen Reagenzien, die vielfach auch im industriellen Maßstab in der organischen Synthese eingesetzt werden. Aufgrund ihrer intrinsischen Reaktivität werden sie dabei in der Regel nur als Zwischenschritt hergestellt und kaum als isolierte Substanzen eingesetzt. Durch geschicktes Moleküldesign lassen sich jedoch auch Carbanionen stabilisieren, um kontrolliert ihre Eigenschaften untersuchen und Reaktionsweisen steuern zu können.

In ihrem Forschungsprojekt "Carbanions as Functional Groups and Building Blocks for Novel Reagents, Catalysts and Materials" möchte Prof. Dr. Viktoria Däschlein-Gessner durch Maßschneidern carbanionischer Verbindungen ihre Stabilität gezielt einstellen, um neue Anwendungsfelder zu eröffnen. Derartige Strategien hat ihre Gruppe bereits in der Vergangenheit wie etwa im Rahmen eines ERC Starting Grants erfolgreich auf andere Substanzklassen angewandt. So konnten die Forschenden zahlreiche auch unerwartete Innovationen in der Molekülchemie hervorbringen. Nun soll dieser Ansatz einen Perspektivwechsel in der Carbanionenchemie bewirken und damit reaktive Reagenzien zu breit anwendbaren Bausteinen und funktionellen Gruppen umgestalten. Unterstützt durch computergestützte Studien sollen so die anionische Natur und der Elektronenreichtum von Carbanionen systematisch ausgenutzt werden, um Eigenschaften und Reaktivitäten zu erreichen, die mit herkömmlichen Strategien nicht zugänglich sind. Dies soll in unterschiedlichen Forschungsrichtungen eingesetzt werden und so beispielsweise neue, hoch effiziente Katalysatoren ermöglichen, die auf breit verfügbaren Elementen basieren, aber auch Superbasen für die Bindung von CO₂ oder elektronisch-schaltbare Materialien.

Das Projekt startet 2023. Es wird mit 2 Millionen Euro gefördert.