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Chemie: Gold entfaltet die Kraft der dritten Stufe

In der Oxidationsstufe +3 wird das Edelmetall bisher kaum als Katalysator genutzt, weil sich dieser Zustand nur schwer erzeugen und stabilisieren lässt. Chemiker fanden nun einen eleganten, schonenden Zugang zu dreiwertigem Gold und weckten sein schlummerndes Potenzial als Reaktionsbeschleuniger.
Goldnuggets

Zu den Hauptaufgaben organischer Chemiker gehört es, kompliziert aufgebaute Zielmoleküle für Arzneimittel, Agrochemikalien oder Werkstoffe selektiv und auf möglichst einfache, kostensparende Art und Weise herzustellen. Ein probates Mittel dazu ist die Katalyse, die oft ungewöhnliche und erstaunlich direkte Synthesewege eröffnet. Dabei kommen traditionell Übergangsmetalle in niedrigen Oxidationsstufen zum Einsatz. Die Katalyse mit solchen Metallen in hohen Oxidationsstufen fristet dagegen bisher ein Schattendasein.

Das zeigt sich auch beim Gold (Au). In der Oxidationsstufe +1 findet das Edelmetall vielfältig Verwendung als Reaktionsbeschleuniger. Die Oxidationsstufe +3 spielt dagegen fast keine Rolle. Das hat vor allem zwei Gründe. Erstens lassen sich hoch oxidierte Au(III)-Verbindungen, in denen das Metall formal als dreifach positiv geladenes Ion vorliegt, kaum unter den milden Bedingungen erzeugen, bei denen katalytische Reaktionen mit empfindlichen Substanzen gewöhnlich ablaufen. Und zweitens ist Gold in diesem Zustand auch seinerseits nicht sehr beständig. Das erfordert ein diffiziles Balancieren auf dem schmalen Grat zwischen katalytischer Aktivität und Stabilität. Entscheidend ist es deshalb, Moleküle oder Ionen zu finden, die als "Liganden" stabile Komplexe mit Au(III) bilden.

Dieses ehrgeizige Ziel setzten sich Chung-Yeh Wu und Kollegen an der University of California in Berkeley: ein schonendes Verfahren zu entwickeln, das einen hochwirksamen und zugleich beständigen Au(III)-Katalysator liefert. Zudem sollte es einfach sein und sich mühelos an die Erfordernisse der jeweiligen Reaktion anpassen lassen. ...

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  • Quelle

Kourra, C. M. B. K, Cramer, N.: Catalysis: Gold Unleashes the Power of Three. In: Nature 517, S. 440 - 441, 2015

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