Die selektive Bildung der spiegelbildlichen Formen erfolgt durch einen Aluminiumkomplex, der als Katalysator eingesetzt und durch Licht aktiviert wird. Der Reaktionsablauf wurde durch experimentell und durch theoretische Rechnungen untersucht. Dabei trugen die ausführlichen computerbasierten Analysen maßgeblich zum Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse bei. Das neue Konzept überzeugt durch einfache und breite Anwendbarkeit, da es sich bei dem verwendeten Aluminiumkomplex um einen weit verbreiteten Katalysator für herkömmliche chemische Reaktionen ohne Licht handelt. Die Übertragung auf Licht-vermittelte Reaktionen soll nun eine Vielzahl an neuen Reaktionen unter räumlicher Kontrolle ermöglichen.
Gute räumliche Kontrolle in Licht-vermittelten Reaktionen zu erreichen, ist eine der großen Herausforderungen in der organischen Chemie. Häufig werden dazu zwei verschiedene Katalysatoren in einer Reaktion verwendet: ein Photokatalysator, der die Reaktion initiiert, agiert Hand in Hand mit einem zweiten Katalysator, der die räumliche Anordnung der Moleküle kontrolliert. Die erfolgreiche Vereinigung beider Funktionen in eine einzelne Katalysatorstruktur gelang Wissenschaftlern bisher nur durch Einbringung maßgeschneiderter Erkennungsmotive in Katalysator und Substrat. In dieser Arbeit stellen die Arbeitsgruppen einen Katalysator vor, der Reaktivität sowie Selektivität reguliert und an simple Ketone, eine weit verbreitete strukturelle Gruppe, bindet. Außerdem wird Aluminium als Element mit großem natürlichem Vorkommen verwendet, anstelle von teuren Übergangsmetallen, die sonst üblich sind für Photokatalysatoren.
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Quelle: Westfälische Wilhelms-Universität Münster (08/2023)
Publikation:
Onneken, C. et al. (2023). Light-enabled deracemization of cyclopropanes by Al-salen photocatalysis. Nature. DOI: 10.1038/s41586-023-06407-8