Bei zahllosen chemischen Reaktionen wechseln vor allem Wasserstoff-Atome ihre Bindungspartner. Für diesen Schlüsselvorgang haben nun amerikanische Chemiker ein fundamentales Prinzip entdeckt, das die Wahrscheinlichkeit des Wasserstoff-Transfers und auch die Geschwindigkeit der Reaktion erklären hilft. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Science (Vol. 294 S.2524 ).
Wir haben den Wasserstoff-Transfer für eine Vielzahl von Reaktionen von der Bildung synthetischer Materialien bis hin zu reinen organischen Reaktionen untersucht. Die Prozessabläufe sind überall die gleichen, sagt James Mayer, Chemieprofessor an der University of Washington in Seattle . Die Transfer-Reaktionen folgen dabei der so genannten Marcus Kreuz-Relation: Wechseln bei Verbindungen entweder Elektronen oder Protonen langsam ihren Bindungspartner, so erfolgt der Wasserstoff-Transfer ebenfalls langsam. Laufen diese Wechsel schneller ab, beschleunigt sich auch die Umlagerung ganzer Wasserstoff-Atome.
In der Industrie ist der Wasserstoff-Transfer ein Schlüsselvorgang in vielen Prozessen. Sei es die Herstellung von Kunstfasern wie Nylon, die Optimierung von Farben und Lacken, biologische Enzymprozesse oder die Wirkung von Antioxidantien. Durch das bessere Verständnis des Wasserstoff-Transfers lassen sich diese Prozesse in Geschwindigkeit und Ausbeute weiter verbessern.
Die Chemiker können sich sogar die Entwicklung von einer komplett neuen Klasse von chemischen Reaktionen vorstellen, durch die gänzlich neue chemische Verbindungen herstellbar würden. “Mit einem besseren Verständnis können Firmen ihre Produkte sauberer und effizienter herstellen”, so Mayer.
Jan Oliver Löfken
