![\"K\u00fcnstlerische](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2022\/03\/166801-76.jpg\")
Neben der immer wichtiger werdenden Forderung nach Kohlenstoffneutralit\u00e4t sind Chemiker zunehmend an der Verwendung von Kohlendioxid (CO2) in Synthesen interessiert. Dieses ist reichlich vorhanden, kosteng\u00fcnstig, relativ ungiftig und erneuerbar, allerdings ist die Reaktivit\u00e4t von CO2 relativ gering. Das Team um Professor Tsuyoshi Mita hat nun eine elektrochemische Methode angewandt, bei der ein Elektron entweder an das CO2-Molek\u00fcl oder an das andere Molek\u00fcl in der L\u00f6sung angeh\u00e4ngt wird, so dass sie viel leichter miteinander reagieren k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Diese Arbeit stellt einen besonders gro\u00dfen Durchbruch dar, da CO2 verwendet wird, um eine traditionell schwierige chemische Reaktion mit noch nie dagewesener Effizienz durchzuf\u00fchren. Unter bestimmten Bedingungen k\u00f6nnen Elektronen zwischen vielen Atomen eines Molek\u00fcls in einem so genannten aromatischen System geteilt werden. Diese Systeme sind besonders stabil und schwer aufzubrechen. Mit der am ICReDD entwickelten neuen Methode k\u00f6nnen diese stabilen aromatischen Systeme jedoch dearomatisiert oder aufgebrochen werden, indem dem Molek\u00fcl mit Hilfe von Elektrizit\u00e4t CO2 hinzugef\u00fcgt wird. Dieses Verfahren hat das Potenzial, sowohl CO2 zu recyceln als auch hochwertige Dicarbons\u00e4uren aus einfachen Ausgangsstoffen herzustellen und damit zwei Probleme auf einmal zu l\u00f6sen.<\/p>\n\n\n\n
Vor den eigentlichen Experimenten untersuchten die Wissenschaftler des ICReDD verschiedene heteroaromatische Verbindungen, indem sie ihr Redoxpotenzial berechneten. Dieses gibt an, wie eine Verbindung reagiert, wenn sie einer elektrischen Umgebung ausgesetzt wird. Die Ergebnisse erm\u00f6glichten es den Forschern, potenziell reaktive Verbindungen zu identifizieren und gezielte elektrochemische Experimente durchzuf\u00fchren. Sie zeigen, dass eine Vielzahl von Substraten, die ein stark negatives Redoxpotenzial aufweisen, sehr effizient diese beispiellose dearomative Addition zweier CO2-Molek\u00fcle umsetzen k\u00f6nnen. Die erhaltenen Dicarbons\u00e4uren lassen sich leicht und kosteng\u00fcnstig in wichtige Zwischenprodukte f\u00fcr biologisch aktive Verbindungen umwandeln, was zu einer effizienteren und wirtschaftlicheren Arzneimittelentwicklung f\u00fchren k\u00f6nnte. Die an der Studie beteiligten Forschenden f\u00fchren die schnelle Entwicklung dieses neuen Verfahrens auf ihre Strategie zur\u00fcck, zun\u00e4chst rechnerische Analysen durchzuf\u00fchren, die ihre experimentellen Entscheidungen im Labor unterst\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n
\u201eAls ich zum ICReDD kam, begann ich, computergest\u00fctzte Chemie zu erlernen. Innerhalb eines Jahres war ich in der Lage, fortgeschrittene Berechnungstechniken zu nutzen, was f\u00fcr meine Entscheidungen im Labor sehr hilfreich war\u201c, so Erstautor Dr. Yong You. \u201eEs dauerte nur acht Monate, um die Forschung abzuschlie\u00dfen und die Arbeit zu ver\u00f6ffentlichen, was viel schneller ist als ein herk\u00f6mmliches Projekt mit Experimenten. Es wird viel Forschungszeit gespart, weil ein Computer die Machbarkeit der Reaktantenstrukturen und der m\u00f6glichen Reaktionswege zuverl\u00e4ssig vorhersagen kann\u201c, kommentierte Tsuyoshi Mita, der dieses Projekt leitete.<\/p>\n\n\n\n