Katalyse für die organische Chemie

Prof. Dr. Olga García Mancheño

In unserer Forschungsabteilung (RD) verfolgen wir das Ziel, innovative, effiziente und nachhaltige katalytische Verfahren zur Aktivierung und Synthese organischer Moleküle zu entwickeln.

Die Entwicklung nachhaltiger chemischer Prozesse ist einer der wichtigsten Aspekte der modernen organischen Synthesechemie. Sie hat sich weltweit zu einem zentralen Forschungsgebiet entwickelt, um Lösungen für wichtige gesellschaftliche Anforderungen zu finden. Unter den relevanten Methoden zur Erzielung effizienter Synthesen stellt die Katalyse einen zentralen und entscheidenden Ansatz dar. Eine effizientere Katalyse trägt nicht nur zu einem geringeren Energieverbrauch bei, sondern ermöglicht es uns auch, die Nutzung unserer natürlichen Ressourcen zu optimieren, die Umweltbelastung durch die Erzeugung von weniger unnötigem chemischem Abfall zu minimieren und den Weg zu einer nachhaltigen Gesellschaft einzuschlagen. Mit dieser Motivation wurden in den vergangenen Jahren bemerkenswerte Fortschritte in diesen Bereichen erzielt. Es besteht jedoch ein kontinuierlicher Bedarf an neuen, allgemeineren und effizienteren Methoden, um ungelöste synthetische Herausforderungen zu bewältigen.

Um einige dieser Herausforderungen und seit langem bestehenden synthetischen Probleme anzugehen, verfolgen wir folgende Ziele:

1) Entwicklung nicht-kovalenter Wechselwirkungen in der Katalyse, um neue Bindungen und Stereozentren in organischen Molekülen einzuführen

2) Strategien für die ortsselektive (spätstufige) Funktionalisierung von (komplexen, arzneimittelähnlichen) organischen Molekülen bereitzustellen 

3) neue Methoden für die zielgerichtete Synthese vielseitiger Bausteine und bioaktiver Sonden zu entwickeln

4) Photokatalyse zur Molekülaktivierung sowie innovative Spaltungs- und Bindungsbildungsreaktionen unter selektiven, schonenden Bedingungen einzusetzen

Die aktuelle Forschung in der Abteilung konzentriert sich auf „Entwurf neuartiger Katalysatoren“, „stellselektive Funktionalisierungsreaktionen“, „industriell relevante Hydroformylierungsprozesse“ und „Aktivierung kleiner Moleküle (CO₂)“, wofür verschiedene katalytische Technologien einschließlich Metallkatalyse, homogener und heterogener Photokatalyse sowie supramolekularer (asymmetrischer) Katalyse zum Einsatz kommen.