{"id":172690,"date":"2026-01-30T07:20:00","date_gmt":"2026-01-30T06:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=172690"},"modified":"2026-01-27T10:02:01","modified_gmt":"2026-01-27T09:02:01","slug":"die-chemie-revolutionieren-reaktion-fur-reaktion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/die-chemie-revolutionieren-reaktion-fur-reaktion\/","title":{"rendered":"Die Chemie revolutionieren \u2013 Reaktion f\u00fcr Reaktion"},"content":{"rendered":"\n\n
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EnT catalysis using triplet nitroarenes.
From:\u00a0Excited-state configuration controls the ability of nitroarenes to act as energy transfer catalysts<\/a> \u00a9 Springer Nature Limited<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Professor Daniele Leonori, Lehrstuhl f\u00fcr Organische Chemie III der RWTH Aachen, hat in der Fachzeitschrift Nature Catalysis Forschungsergebnisse ver\u00f6ffentlicht, die neue Wege f\u00fcr kosteng\u00fcnstigere und nachhaltigere Verfahren in der chemischen Synthese er\u00f6ffnen. Die Publikation mit dem Titel \u201eExcited-state configuration controls the ability of nitroarenes to act as energy transfer catalysts\u201c schlie\u00dft eine Reihe von Studien ab. Die Arbeiten beleuchten die Rolle von Nitrobenzolen neu und zeigen, wie sich diese lang etablierten Rohstoffe deutlich vielseitiger als bisher in der synthetischen Chemie einsetzen lassen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Neue Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr altbekannte Chemikalien<\/h3>\n\n\n\n

Nitrobenzole werden seit nahezu zwei Jahrhunderten vor allem als industrielle Ausgangsstoffe f\u00fcr Schaumstoffe, Gummi oder Arzneimittel eingesetzt. In den vergangenen Jahren konnten Leonori und sein Team jedoch zeigen, dass diese preisg\u00fcnstigen und weit verbreiteten Molek\u00fcle erheblich mehr leisten k\u00f6nnen als bislang angenommen. Die neuen Erkenntnisse er\u00f6ffnen Forschung und Industrie zus\u00e4tzliche Anwendungsm\u00f6glichkeiten und haben das Potenzial, chemische Prozesse sicherer, wirtschaftlicher und nachhaltiger zu gestalten.<\/p>\n\n\n\n

Ozon-basierte Reaktionen neu gedacht<\/h3>\n\n\n\n

Beim Stichwort Ozon denken viele zun\u00e4chst an die sch\u00fctzende Ozonschicht der Erdatmosph\u00e4re. In der chemischen Industrie spielt Ozon jedoch eine zentrale Rolle \u2013 etwa bei der Ozonolyse von Adipins\u00e4ure, einem wichtigen Schritt in der Herstellung von Waschmitteln. Bei dieser Reaktion wird eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in zwei Fragmente gespalten. Allerdings ist Ozon technisch anspruchsvoll und birgt erhebliche Sicherheitsrisiken, da bei Ozonolyse-Reaktionen explosive Produkte entstehen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Im 2022 in Nature erschienenen Artikel \u201ePhotoexcited nitroarenes for the oxidative cleavage of alkenes\u201c zeigten Leonori und andere Forschende, dass Nitrobenzole unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht als \u201eOzonersatzstoffe\u201c fungieren k\u00f6nnen. Durch die Lichtaktivierung gelangen die Molek\u00fcle in einen angeregten Zustand, der Reaktionen erm\u00f6glicht, die bislang ausschlie\u00dflich mit Ozon durchf\u00fchrbar waren. Das Potenzial dieser Entdeckung lag auf der Hand: Als De Mayo-Parasram-Leonori-Alken-Photooxidation fand die Methode rasch internationale Beachtung und wird heute als Teil des Chemie-Grundstudiums in mehreren L\u00e4ndern eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n

Ein Messer, das einen Apfel schneidet \u2013 aber keine Banane<\/h3>\n\n\n\n

Die Ozonolyse aromatischer Kohlenwasserstoffe gilt als \u00e4u\u00dferst vielversprechend, da sie neue Synthesewege f\u00fcr Materialien, Wirkstoffe und Farbstoffe er\u00f6ffnen k\u00f6nnte. In der Praxis gibt es aber ein grundlegendes Problem: Im Verlauf der Reaktion entstehen Alkene, die deutlich reaktiver sind als die aromatischen Ausgangsverbindungen. Dadurch kommt es zu \u00dcberreaktionen und unbrauchbaren Produktgemischen. Vereinfacht gesagt: Sobald die Reaktion anl\u00e4uft, reagiert das neu entstandene Produkt schneller als das urspr\u00fcngliche Substrat. Die zentrale Frage lautete daher: Wie l\u00e4sst sich das Ausgangsmaterial gezielt aktivieren, obwohl das entstehende Produkt reaktiver ist?<\/p>\n\n\n\n

Das Team um Leonori untersuchte, ob sich diese Einschr\u00e4nkung mithilfe von Nitrobenzolen \u00fcberwinden l\u00e4sst. Durch gezielte strukturelle Anpassung der Nitrobenzole und deren Aktivierung mit sichtbarem Licht gelang es ihnen, das gewohnte Reaktivit\u00e4tsmuster umzukehren: So konnten sie selektiv den weniger reaktiven aromatischen Ring spalten, w\u00e4hrend das reaktivere Alken erhalten blieb. Ein Redakteur der Fachzeitschrift Science, in der die Arbeit im M\u00e4rz 2025 unter dem Titel \u201eExcited-state configuration of nitroarenes enables oxidative cleavage of aromatics over alkenes\u201c ver\u00f6ffentlicht wurde, fasste das Ergebnis so zusammen: Die Forschenden h\u00e4tten \u201eein Messer gefunden, das einen Apfel schneidet, aber keine Banane\u201c.<\/p>\n\n\n\n

Eine kosteng\u00fcnstigere und nachhaltigere Methode zur Katalyse chemischer Reaktionen<\/h3>\n\n\n\n

Katalysatoren sind ein Grundpfeiler der modernen chemischen Produktion, doch viele der effizientesten basieren auf seltenen \u00dcbergangsmetallen wie Iridium oder Ruthenium. In ihrer aktuellen Nature Catalysis-Publikation (DOI: 10.1038\/s41929-025-01453-z) zeigen die Forschenden, dass sich Nitrobenzole selbst als lichtaktivierbare organische Katalysatoren einsetzen lassen. Diese Molek\u00fcle wirken wie kleine Antennen: Sie absorbieren sichtbares Licht und \u00fcbertragen die aufgenommene Energie auf organische Substrate. So erm\u00f6glichen sie Reaktionen, die typischerweise Metallkatalysatoren erfordern.<\/p>\n\n\n\n

In mehreren Modellreaktionen zeigte das Team, dass diese einfachen, weit verbreiteten organischen Verbindungen in ihrer Leistungsf\u00e4higkeit mit etablierten Schwermetallkatalysatoren mithalten k\u00f6nnen. Obwohl sich die Forschung noch in einem fr\u00fchen Stadium befindet, sind die Perspektiven weitreichend. Nitrobenzole lassen sich strukturell leicht variieren, was k\u00fcnftig etwa den Einbau in gr\u00f6\u00dfere Biomolek\u00fcle erm\u00f6glichen k\u00f6nnte, um Reaktionen in komplexen Umgebungen gezielt zu steuern. Ein weiterer Vorteil liegt in den Kosten: Nitrobenzole sind im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Metallkatalysatoren bis zu 4.000-mal g\u00fcnstiger \u2013 ein Faktor, der sie insbesondere f\u00fcr gro\u00dfe Industriezweige wie die Agrochemie attraktiv macht.<\/p>\n\n\n\n

Die Arbeiten wurden von einem internationalen Forschungsteam aus Deutschland, Slowenien, Spanien und Korea durchgef\u00fchrt und durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), den Europ\u00e4ischen Forschungsrat (ERC) sowie die Marie-Sk\u0142odowska-Curie-Ma\u00dfnahmen gef\u00f6rdert.<\/p>\n\n\n\n

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:<\/h3>\n\n\n\n

Prof. Daniele Leonori
Lehrstuhl f\u00fcr Organische Chemie III\u00a0
Tel.: +49 241 80-94686
daniele.leonori@rwth-aachen.de<\/p>\n\n\n\n

Originalpublikation:<\/h3>\n\n\n\n

Rihtar\u0161i\u010d, M., Kweon, B., B\u0142yszczyk, P.T. et al. Excited-state configuration controls the ability of nitroarenes to act as energy transfer catalysts. Nat Catal 8, 1361\u20131369 (2025).\u00a0<\/p>\n\n\n\n

https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41929-025-01453-z<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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