Gold und Peanuts

Abstract

Die bisherigen Kenntnisse zur Gold-Katalyse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Gold-Katalysatoren reagieren rasch mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen und sind somit besonders für einen Einsatz in der Organischen Chemie,der Chemie des Kohlenstoffs, geeignet. Dies lässt sich damit erklären, dass Gold und Kohlenstoff gemäß des Prinzips der harten und weichen Säuren und Basen („hard and soft acids and bases“, HSABPrinzip)beide als „weich“ klassifiziert werden und dieses Prinzip vorhersagt, dass eine Reaktion dann günstig ist. Die β-Wasserstoffeliminierung verläuft hier langsamer als bei anderen Metall- Katalysatoren, die Protodemetallierung schneller. Diese Beobachtungen bedürfen noch einer Erklärung, die Theoretische Chemie kann hier sicherlich in Zukunft wesentliche Beiträge liefern. Gold-Katalysatoren sind dabei bezüglich der Reaktionsgeschwindigkeit häufig anderen Metall-Katalysatoren überlegen. Auch hier ist zur Erklärung die Grundlagenforschung gefordert, nur eine detaillierte Aufklärung der Reaktionsmechanismen und eine fundierte Untermauerung und Analyse durch die Theoretische Chemie können hier Einblicke schaffen. Modellvorstellungen für den Reaktionsverlauf der Katalyse zeigen, dass die Oxidationsstufe des Metalls bei den einzelnen Schritten nicht verändert wird. In Katalysereaktionen, in denen ein solcher Oxidationsstufenwechsel notwendig wäre, versagen Gold-Katalysatoren vermutlich aufgrund des edlen Charakters des Goldes: die Reduktion ist leicht, die Rückoxidation dagegen schwer – beim Palladium zum Beispiel laufen diese beiden Schritte dagegen ähnlich leicht ab. Insgesamt handelt es sich um ein faszinierendes Forschungsgebiet, das es erlaubt, aktuelle Anwendungsbezüge und Pionierarbeit im Bereich der Grundlagenforschung miteinander zu verknüpfen und Wege in Richtung einer nachhaltigen Chemie einzuschlagen.