Beiträge zur Forschung

Viele für Pflanzen und Tiere lebenswichtige Stoffwechselvorgänge werden ebenso wie industriell bedeutsame Prozesse durch Metallkomplexe gesteuert und katalytisch beeinflusst. Diese Verbindungen sind hochwirksam und daher nur in kleinsten Mengen erforderlich. Die Fortentwicklung bekannter und das Auffinden neuer Katalysatoren ist der Schwerpunkt der zur Zeit laufenden Forschungsprojekte. Hierzu werden neuartige Liganden hergestellt, ihre Strukturen mit modernen spektroskopischen Verfahren gesichert und die Reaktivität ihrer Metallkomplexe unter biochemischen und anwendungstechnischen Gesichtspunkten im Labormaßstab untersucht. Die Natur ist uns hierbei das Vorbild für die Entwicklung einer “soft chemistry”.

Forschungsprojekte:

·         Das Kohlendioxyd-Bicarbonat-Gleichgewicht stellt sich ohne Katalysatoren nur sehr langsam ein. In so gut wie allen höheren Organismen ist es jedoch lebensnotwendig, daß sich dieses Gleichgewicht sehr rasch einstellt. Die Natur nutzt hierfür das Zinkenzym Carboanhydrase. Zum besseren Verständnis wird an kleinen Modellkomplexen die Funktionsweise der Carboanhydrase untersucht.

·         Biologische Systeme nutzen Sauerstoff auch bei niedrigen Temperaturen mit hoher Effizienz, während in der Technik dies zumeist nur unter drastischeren Bedingungen erfolgt. In diesem Projekt werden die natürlichen Porphyrinsysteme durch eine synthetisch leichter zugängliche biomimetische N4S-Koordinations­sphäre ersetzt und die der Monooxygenase Cytochrom P450 entsprechenden Fe-Komplexe untersucht.

·         Metallorganische Reagenzien in Wasser einsetzen zu können, ist u.a. aus ökologischen Gründen interessant. Wir entwickeln dazu neue wasserlösliche Liganden auf der Basis von Phosphonsäuren. (Stabilisierung von Nano-Clustern mit Phosphinophosphonsäure-Liganden, katalytische Hydrierungen in Wasser)

·         Lithium-Verbindungen werden zur Therapie von manischen Depressionen eingesetzt. Der Wirkungsmechanismus ist unverstanden. Es werden neue Ionophore zum selektiven Transport von Lithium-Ionen durch Membranen synthetisiert. (Korporation mit Prof. M. Burgard, Grande Ecole ECPM, Strasbourg).

·         Weinsäure ist eine interessante Alternative zur Zitronensäure als Säuerungszusatz in Nahrungsmitteln wegen der besseren organoleptischen Eigenschaften. Es gibt bis heute jedoch keine praktikable Synthese. An einem Syntheseweg ausgehend von Glucose wird in Kooperation mit Prof. Sahm, Institut für Biotechnologie, Forschungszentrum Jülich gearbeitet.

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