Neue Supersäure wandelt schädliche Verbindungen in verwertbare Chemikalien um

Lewis-Säuren Neue Supersäure wandelt schädliche Verbindungen in verwertbare Chemikalien um

24.02.2023 Quelle: Universität Paderborn

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Mit der Entdeckung einer neuen Supersäure könnten biologisch nicht-abbaubare fluorhaltige Kohlenwasserstoffe, ähnlich wie Teflon, und perspektivisch sogar klimaschädliche Treibhausgase wie Schwefelhexafluorid wieder in nachhaltig verwertbare Chemikalien umgewandelt werden.

Mit der Lewis-Supersäure können künftig schädliche Verbindungen in nachhaltig verwertbare Chemikalien umgewandelt werden.
(Bild: Laura Köring/ Universität Paderborn)

Wissenschaftlern der Universität Paderborn ist es gelungen, ganz besondere Katalysatoren, sogenannte Lewis-Supersäuren, herzustellen, mit deren Hilfe starke chemische Bindungen gespalten und Reaktionen beschleunigt werden. Die Herstellung dieser Stoffe hat sich bislang als äußerst schwierig erwiesen.

Als Lewis-Säuren werden Verbindungen bezeichnet, die Elektronenpaare anlagern. Aufgrund dieser Fähigkeit werden sie häufig eingesetzt, um chemische Reaktionen zu beschleunigen. Lewis-Supersäuren sind stärker als Antimonpentafluorid – die stärkste Lewis-Säure – und können selbst die robustesten Bindungen aufbrechen. Prof. Dr. Jan Paradies vom Department Chemie der Universität Paderborn erklärt: „Für starke Bindungen benötigt man sehr reaktive Reagenzien, also Stoffe, die extrem bereitwillig reagieren.“ Der neue Katalysator kann z. B. Kohlenstoff-Fluor oder Schwefel-Fluor-Bindungen spalten, die besonders stabil sind. „Intrinsisch sind diese Lewis-Supersäuren unglaublich reaktiv, was deren Herstellung und Anwendung schwierig macht. Durch einen Trick haben wir es geschafft, solche Moleküle herzustellen und in katalytischen Reaktionen einzusetzen. Dadurch lassen sich zum Beispiel nahezu inerte, also wenig reaktionsfreudige Kohlenstoff-Fluor- oder Schwefel-Fluor-Bindungen aktivieren und weiter umsetzen“, so Paradies.

Die Wissenschaftler im Department Chemie haben sich am Center for Sustainable Systems Design (CSSD) zusammengeschlossen. Das CSSD bündelt die interdisziplinäre Grundlagenforschung im Bereich der Nachhaltigkeit an der Universität Paderborn. Die komplementäre wissenschaftliche Ausrichtung der beteiligten Gruppen ist die Keimzelle für neue Ansätze in der Entwicklung nachhaltiger Systeme. Damit möchte das Center zu einer nachhaltigen Nutzung von Ressourcen beitragen. Solche und verwandte Themen werden in Paderborn außerdem im Rahmen des Masterstudiengangs „Nachhaltige Chemie“ behandelt. Paradies sagt: „Damit setzen wir auch in der Lehre deutliche Akzente im Bereich der Nachhaltigkeit.“

Originalpublikation

(ID:49217820)

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