Palladium-Katalyse

Chemie-Nobelpreis an US-Forscher und zwei Japaner

Der Nobelpreis für Chemie 2010 geht an den US-Forscher Richard Heck und die beiden Japaner Ei-ichi Negishi und Akira Suzuki. Die drei Wissenschaftler haben Reaktionen entdeckt, die mit Hilfe von Palladium als Katalysator effiziente Wege ermöglichen, Kohlenstoffatome zu komplexen Molekülen zu verbinden. Das hat die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch in Stockholm bekannt gegeben.

Die Einsatzmöglichkeiten solcher Kohlenstoff-Verbindungen reichen von der Medikamenten-Entwicklung über die Landwirtschaft bis zur Elektronik, so die Jury. Die Auszeichnung ist mit zehn Millionen Kronen (rund eine Million Euro) dotiert und wird am 10. Dezember, am Todestag des 1896 gestorbenen Preisstifters Alfred Nobel, verliehen.

Palladium als Kohlenstoff-Verkuppler
Gleich und gleich gesellt sich nicht gerne - zumindest wenn es um Kohlenstoff (chemisches Zeichen "C") geht. Denn ein Kohlenstoffatom bindet sich nicht gerne an ein anderes C-Atom. Das ist aber Voraussetzung dafür, um im Bereich der kohlenstoff-basierten, organischen Chemie - oft nach dem Vorbild der Natur - komplexe Moleküle zu schaffen. Die ersten Methoden, den Kohlenstoff reaktionsfreudiger zu machen, reichten nur für einfache Moleküle. Wenn es aber darum ging, komplexere Moleküle zu kreieren, fanden die Chemiker zu viele ungewünschte Nebenprodukte in ihren Reagenzgläsern.

"Kreuzkupplung" löst das Problem
Die sogenannte Palladium-katalysierte Kreuzkupplung, für die der diesjährige Chemie-Nobelpreis vergeben wurde, löste das Problem und stellte den Chemikern ein präzises und effizientes Werkzeug zur Verfügung, wie das Nobelpreiskomitee seine Auszeichnung begründete. Die drei Nobelpreisträger Richard Heck, Ei-ichi Negishi und Akira Suzuki entwickelten Ende der 1960-er und 1970-er Jahre diese Reaktionen, die nach ihnen benannt wurden. Dabei wird Palladium gleichsam als Verkuppler zwischen den Kohlenstoffatomen eingesetzt. An den Palladium-Atomen "treffen" einander Kohlenstoffatome, sie überwinden dort ihre "Abscheu" voreinander und die chemische Reaktion startet. Palladium ist ein Übergangsmetall, das in seinem chemischen Verhalten Platin sehr ähnelt.

Solche Reaktionen mit Palladium als Katalysator werden heute nicht nur in der Forschung, sondern auch in der Industrie weltweit eingesetzt, etwa bei der Produktion von Pharmazeutika oder Stoffen, die in der Elektronik verwendet werden, schreibt das Nobelpreiskomitee.