Hintergrund: Mit klugem Trick zu nützlichen Mega-Molekülen

Stockholm – Was für die Natur ein Klacks ist, war Chemikern lange Zeit kaum möglich: Der Zusammenbau komplexer Kohlenstoff- Strukturen. Ein Durchbruch gelang, als das Metall Palladium verwendet wurde, um Kohlenstoffatome zusammenzubringen.

Dank darauf basierender sogenannter „Kreuzkupplungen“ können Industrie und Forschung heute komplexe Substanzen in großen Mengen herstellen.

Bei „palladiumkatalysierten Kreuzkupplungen“ tritt Palladium als „Kuppler“ auf. Es ist ein Katalysator – regt die Reaktion also an, ohne selbst verbraucht oder verändert zu werden. Einer der Bausteine wird mit Hilfe eines Halogens wie Jod zunächst „verbindungswillig“ gemacht. Es zieht die Elektronen des Kohlenstoffs an, der deshalb nach den zahlreichen Elektronen des Palladiums giert und sich an dieses anlagert.

Ein zweites Kohlenstoffatom erhält Zink als Stimulanzmittel. Es ist damit überversorgt mit Elektronen und hängt sich deshalb bereitwillig an das „ausgehungerte“ Palladium. Sobald beide Kohlenstoffstrukturen am Metall angedockt haben, verbinden sie sich und lösen sich von ihrem „Kuppler“.

Der Katalysator bringt die zwei Kohlestoffbausteine an Stellen zusammen, die exakt vorherbestimmt werden können. Heck entwickelte die Basismethode in den 1960er Jahren, Negishi und Suzuki verhalfen ihr mit Weiterentwicklungen zum Durchbruch.