Forschung + Innovation
Hintergrund: Mit dem Spiel der Atome zum Nobelpreis

Ihre Methode dient zur Herstellung von Gummi, Antibiotika und Parfüm. Diese Vielfalt klingt fast unglaubwürdig, doch die diesjährigen Nobelpreisträger haben die moderne Chemie tatsächlich umgewälzt.

dpa HAMBURG. Ihre Methode dient zur Herstellung von Gummi, Antibiotika und Parfüm. Diese Vielfalt klingt fast unglaubwürdig, doch die diesjährigen Nobelpreisträger haben die moderne Chemie tatsächlich umgewälzt.

Die Reaktionsbeschleuniger aus ihren Laboren bauen Pflanzen- und Erdölverbindungen so zielgerichtet um, dass schnell und umweltfreundlich Kunststoffe oder Arzneimittel daraus entstehen können. Die Arbeit des Franzosen Yves Chauvin (74), sowie der US-Forscher Robert Grubbs (63) und Richard Schrock (60) ist in diesem Jahr die höchste Auszeichnung für Chemiker wert. Ihre Reaktionsmittel (Katalysatoren) seien nicht nur umweltfreundlich, sondern auch effizient und einfach zu handhaben, schreibt das Nobelpreiskomitee.

„Katalysatoren sind der Schlüssel zum Spiel“, erklärte Grubbs erst in diesem Sommer, bei der Verleihung der Paul-Karrer-Medaille in Zürich. Sein Spiel mit der Chemie bedeutet, Atomgruppen von einem auf ein anderes Ölmolekül zu stecken und immer wieder neue Verbindungen herzustellen. Das Beste aber ist: Grubbs relativ stabile Reaktionsmittel funktionieren sogar in Wasser und nicht wie viele andere nur in oft umweltschädlichen organischen Lösungsmitteln.

Zudem lassen sich mit ihrer Hilfe aus pflanzlichen Ölen Materialien herstellen, die bisher mit Erdöl erzeugt werden mussten. Die Katalysatoren verringerten in der Industrie Energieverbrauch, Abfall und Kosten. Zu der umfangreichen Produktpalette zählen auch Materialien für das Auto, relativ bruchfeste Baseballschläger und Pflanzenschutzmittel.

Auch das Zusammenspiel der drei Chemiker bei der Entwicklung der Reaktionsbeschleuniger war perfekt. Yves Chauvin (Ehrendirektor am französischen Institut für Erdölforschung in Rueil-Malmaison) hatte bereits 1971 detailliert erklärt, wie solche Reaktionen funktionieren könnten und welche Arten von Metallen dazu nötig sind. Richard Schrock (California Institute of Technology in Pasadena) hat den ersten derartigen Katalysator hergestellt und Robert Grubbs (Massachusetts Institute of Technology in Cambridge) entwickelte schließlich solche Katalysatoren, die sogar in Luft stabil bleiben und heute daher gewaltige Bedeutung habe.

In ihrem Kern enthalten die Katalysatoren ein Metall, oft Ruthenium. Dieses silbergraue, spröde Metall ist eines der seltensten chemischen Elemente der Erde. Ruthenium wurde zwar schon seit Jahrzehnten als Beschleuniger für chemische Reaktionen genutzt. Grubbs entwickelte jedoch diese Rutheniumverbindungen weiter, so dass sie maßgeschneidert in vielen Reaktionen einsetzbar sind.

Die Katalysatoren können spezielle Kohlenstoffketten (Olefine) zu Ringen schließen sowie Ringe wiederum öffnen und sie dabei vielgestaltig umbauen. Zudem können sie Atomgruppen von einem zum anderen Stoff transferieren. Metathese oder schlicht Platzwechsel nennen das die Chemiker. „Metathese ist ein Beispiel dafür, wie bedeutende Grundlagenforschung zum Wohle der Menschen, der Gesellschaft und der Umwelt angewandt worden ist“, schreibt das Nobelpreiskomitee.

Die Katalysatoren erlauben sogar das Spielen mit völlig neuartigen Substanzen, wie Grubbs in Zürich erläuterte: „Wir wissen zwar noch nicht, welche Eigenschaften sie haben und wozu sie gut sind, aber es sind interessante Strukturen.“ Unter Grubbs zahlreichen Auszeichnungen ist auch diejenige für das „Reaktionsmittel des Jahres 1998“. Es hat den wohlklingenden Namen: Benzylidene-bis(tricyclohexylphosphine)dichlororuthenium.

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