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Radikalkationen galten lange Zeit als schwer zugängliche, ja sogar als unkontrollierbare Teilchen. Dass sie zu bändigen sind, haben Chemiker der Universität Würzburg bewiesen. Die Erkenntnisse auf diesem Gebiet werden nach Erwartung der Forscher zu einem besseren Verständnis anderer Prozesse führen, wie der Photosynthese der Pflanzen, der Speicherung von Sonnenenergie oder der photochemischen Treibstoffherstellung.
Die sehr reaktiven und daher kurzlebigen Radikalkationen entstehen, wenn einem Molekül ein Elektron weggenommen wird. Dies bewerkstelligen die Wissenschaftler um Prof. Dr. Waldemar Adam am Institut für Organische Chemie mit Hilfe von Elektronentransfer-Reaktionen. Da solche Reaktionen an sehr vielen chemischen und biologischen Prozessen beteiligt sind, ist ein besseres Verständnis ihres Ablaufs für die chemische und biochemische Forschung notwendig.
Der Arbeitskreis von Prof. Adam erzeugt die Radikalkationen hauptsächlich durch chemischen Elektronentransfer. Dabei werden Elektronen aus sehr energiereichen Molekülen direkt auf ein Oxidationsmittel übertragen. So erhalten die Forscher wie auf Knopfdruck ein Radikalkation, das dann ungewöhnliche Folgereaktionen eingeht.
Dieser Vorgang lässt sich durch ein vereinfachtes Bild veranschaulichen: Ein an einem steilen Berg geparkter Wagen ist energiereich. Löst man die Handbremse, wird der Wagen - das Radikalkation - wie auf Knopfdruck reaktiv und rollt ins Tal - und zwar unkontrolliert und ohne feste Richtung. Die Würzburger Wissenschaftler, deren Arbeit von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird, haben jedoch einige Gesetzmäßigkeiten über die Reaktionsweise entdeckt. So fanden sie Hinweise darauf, welche Kraft den Wagen in eine bestimmte Richtung lenkt. Jetzt können sie die Richtung nicht nur vorhersagen, sondern, was für die praktische Anwendung noch wichtiger ist, durch geschickt gewählte Startbedingungen sogar bestimmen, wohin der Wagen laufen soll - ganz so, als würden sie ihn auf Schienen stellen. Somit ist es den Chemikern möglich, die aus ihren Modellverbindungen erzeugten Radikalkationen gezielt zu bestimmten Reaktionen zu bringen. Später wollen sie dieses Wissen auf komplexere Systeme übertragen und es für wertvolle chemische Umwandlungen nutzbar machen.
Weitere Informationen: Prof. Dr. Waldemar Adam, T (0931) 888-5340, Fax (0931) 888-4756, E-Mail:
adam@chemie.uni-wuerzburg.de
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry
transregional, national
Research projects, Research results
German
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