31.03.2020 „Reiz der Einfachheit“: ERC fördert Katalyseforschung
Der Marburger Chemiker Eric Meggers erhält einen „ERC Advanced Grant“
Chemie, die Umwelt und Geldbeutel schont: Der Marburger Chemiker Professor Dr. Eric Meggers erhält einen „ERC Advanced Grant“ des Europäischen Forschungsrates (European Research Council, ERC). Der Hochschullehrer verfolgt mit dem Geld das Ziel, neuartige Katalysatoren aus Metallen zu entwickeln, die häufig vorkommen; diese Katalysatoren sollen die Synthese von Molekülen beschleunigen, die eine händische Symmetrie aufweisen. Die Fördersumme beträgt 2,3 Millionen Euro für fünf Jahre.
„Grundlagenforschung mit Anwendungsperspektive ist eine Stärke der Chemie an der Philipps-Universität Marburg, die durch den Neubau des Fachbereichs vor ein paar Jahren nochmals einen erheblichen Schub erfahren hat“, sagt Professor Dr. Michael Bölker, Vizepräsident der Philipps-Universität für Forschung. „Es ist hoch verdient, dass die jahrelange kontinuierliche Arbeit von Eric Meggers und seiner Arbeitsgruppe nun diese Bestätigung in einem überaus kompetitiven Auswahlverfahren erhält!“ Beim Wettbewerb um die ERC Advanced Grants ist nicht einmal jeder zehnte Antrag erfolgreich.
Viele chemische Verbindungen können in zwei spiegelbildlichen Formen vorliegen, die sich zueinander verhalten wie die linke und rechte Hand: Sie sind durch keinerlei Drehung miteinander in Deckung zu bringen. Man spricht deshalb von der Eigenschaft der Händigkeit oder Chiralität. „Eine große Zahl von Chemikern arbeitet weltweit an der Lösung des Problems, wie chirale Moleküle einer bestimmten Konfiguration auf möglichst effiziente Art und Weise hergestellt werden können – entweder links- oder rechtsdrehend“, erklärt Eric Meggers, der Organische Chemie an der Philipps-Universität lehrt. „Der ERC-Grant gibt uns nun die Möglichkeit, neuartige Konzepte zu entwickeln.“
Beispiele für chirale Moleküle – so genannte Spiegelbildisomere oder Enantiomere – sind die linksdrehende und rechtsdrehende Milchsäure, wie man sie aus Lebensmitteln kennt; man unterscheidet sie nach der Richtung, in der sie die Polarisationsebene des Lichts drehen. Medizinische Anwendungen erfordern Wirkstoffe in nur einer der beiden Formen, da deren Mischung fatale Folgen haben kann, wie das Beispiel des Medikaments Contergan vor mehr als 50 Jahren drastisch vor Augen führte.
Will man die beiden Formen nicht nachträglich sortieren, so bietet sich die Methode der asymmetrischen Katalyse an. Als Katalysator bezeichnet man eine Verbindung, die den Energieeinsatz für eine chemische Reaktion herabsetzt, ohne ihrerseits in der Reaktion verbraucht zu werden. Bei der asymmetrischen Katalyse dienen chirale Katalysatoren dazu, überwiegend eine der beiden Formen eines händischen Moleküls zu erzeugen.
Die bisherigen Ansätze, die Forschung und Industrie bei der asymmetrischen Katalyse anwenden, sind zeitaufwendig und teuer. Meggers schlägt unter dem Projekttitel „EARTHCAM: Earth-Abundant Metals with Exclusively Achiral Ligands for Sustainable Chiral-at-Metal Catalysis“ eine neue Vorgehensweise vor: Er plant Katalysatoren aus Bestandteilen, die selbst nicht chiral sind, deren Zusammenstellung aber zu einem chiralen Komplex führt. Als Bausteine dieser neuartigen Katalysatoren sieht Meggers statt der üblichen Edelmetalle andere Sorten von Metallen vor, die häufig vorkommen und daher kostengünstig sind – insbesondere Eisen; um das zentrale Metall sollen sich nach Meggers Vorstellung einfache, organische Moleküle gruppieren.
„Dieser Ansatz hat den Reiz der strukturellen Einfachheit“, legt der Chemiker dar. „Noch wichtiger sind freilich die vielfältigen Möglichkeiten, die sich für das Design neuartiger Architekturen mit bislang unabsehbaren Eigenschaften ergeben, wenn man darauf verzichtet, chirale Moleküle als Ausgangspunkt zu wählen.“ Es müsse zwar noch an der Stabilität der Komplexe gearbeitet werden. Im Erfolgsfall verspricht sich Meggers jedoch leistungsfähige Katalysatoren, die sehr preisgünstig sind und kaum Nachteile für Umwelt und Gesundheit mit sich bringen.
Eric Meggers’ Arbeitsgruppe im Fachbereich Chemie der Philipps-Universität hat umfangreiche Erfahrung mit dem Design, der Synthese und der Untersuchung funktioneller Metallkomplexe für Anwendungen in der Katalyse, aber auch als Wirkstoffe in der Medizinalchemie.
Der Europäische Forschungsrat oder European Research Council ist der Forschungsförderer der Europäischen Union. Die ERC Advanced Grants gehören zu den vier großen Förderprogrammen der Organisation.
Pressemitteilung des ERC