Auszeichnung für asymmetrische Organokatalyse Chemie-Nobelpreis geht an Forscher des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung

Redakteur: Alexander Stark

Der Nobelpreis für Chemie 2021 wird an Benjamin List vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, und David W.C. MacMillan von der Princeton University, USA, für die Entwicklung eines neuartigen und präzisen Werkzeugs zum Bau von Molekülen verliehen.

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Benjamin List und David MacMillan haben demonstriert, wie organische Katalysatoren für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen eingesetzt werden können.
Benjamin List und David MacMillan haben demonstriert, wie organische Katalysatoren für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen eingesetzt werden können.
(Bild: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences)

Stockholm/Schweden - Benjamin List und David MacMillan erhalten den Nobelpreis für Chemie 2021 für die Entwicklung eines bahnbrechenden Werkzeugs für den Molekülbau: die Organokatalyse. Diese Form der Katalyse hat enorme Bedeutung für die pharmazeutische Forschung und hat außerdem den Vorteill, chemische Prozesse umweltverträglicher zu machen.

Viele Forschungsgebiete und Industriezweige sind von der Fähigkeit der Chemiker abhängig, Moleküle zu konstruieren, die elastische und dauerhafte Materialien bilden, Energie in Batterien speichern oder die Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen ermöglichen. Dafür werden Katalysatoren benötigt, d. h. Stoffe, die chemische Reaktionen steuern und beschleunigen, ohne Teil des Endprodukts zu werden. Katalysatoren sind grundlegende Werkzeuge für Chemiker. Doch lange glaubten Forscher, dass es im Prinzip nur zwei Arten von Katalysatoren gibt: Metalle und Enzyme.

Benjamin List untersuchte, ob eine Aminosäure namens Prolin - trotz ihrer Einfachheit - eine chemische Reaktion katalysieren kann.
Benjamin List untersuchte, ob eine Aminosäure namens Prolin - trotz ihrer Einfachheit - eine chemische Reaktion katalysieren kann.
(Bild: Johan Jarnestad, Agnes Moe/The Royal Swedish Academy of Science)

Benjamin List und David MacMillan erhalten den Nobelpreis für Chemie 2021, weil sie im Jahr 2000 unabhängig voneinander eine dritte Art von Katalysatoren entwickelt haben. Sie wird als asymmetrische Organokatalyse bezeichnet und baut auf kleinen organischen Molekülen auf. „Dieses Katalyseprinzip ist so einfach wie genial, und viele haben sich gefragt, warum wir nicht schon früher darauf gekommen sind“, sagte Johan Åqvist, der Vorsitzende des Nobelkomitees für Chemie, anlässlich der Bekanntgabe.

Organische Katalysatoren haben ein stabiles Gerüst aus Kohlenstoffatomen, an das sich weitere aktive chemische Gruppen anlagern können. Diese enthalten oft gemeinsame Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder Phosphor. Dies bedeutet, dass diese Katalysatoren sowohl umweltfreundlich als auch billig in der Herstellung sind.

Die rasant zunehmende Verwendung organischer Katalysatoren ist vor allem auf ihre Fähigkeit zurückzuführen, eine asymmetrische Katalyse zu bewirken. Denn bei der Bildung von Molekülen treten häufig Fälle auf, in denen zwei verschiedene Moleküle entstehen können, die das Spiegelbild des jeweils anderen sind. Chemiker wollen oft nur eines davon, insbesondere bei der Herstellung von Arzneimitteln.

David MacMillan verwendete Metallkatalysatoren, die leicht durch Feuchtigkeit zerstört wurden.
David MacMillan verwendete Metallkatalysatoren, die leicht durch Feuchtigkeit zerstört wurden.
(Bild: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences)

Die Organokatalyse hat sich seit dem Jahr 2000 mit erstaunlicher Geschwindigkeit entwickelt. Benjamin List und David MacMillan sind nach wie vor führend auf diesem Gebiet und haben gezeigt, dass organische Katalysatoren für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen eingesetzt werden können. Mithilfe dieser Reaktionen wird Forschung effizienter - von neuen Arzneimitteln bis hin zu Molekülen, die Licht in Solarzellen effizienter einfangen können.

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