Steinzeitmethoden für die Produktion innovativer Reagenzien

Grignard-Reagenzien sind mit Abstand die bekanntesten metallorganischen Reagenzien. Obwohl schon mehr als 100 Jahre alt, sind sie auch heute noch unentbehrlich in der organischen Synthese oder in großindustriellen Bulkprozessen. Diese Verbindungen enthalten das Element Magnesium. Es gibt aber großes Interesse daran, Magnesium durch seinen schwereren Nachbar Kalzium zu ersetzen.

Obwohl Magnesium ein häufiges Element ist und es große natürliche Vorkommen gibt, ist es auch ein kritisches Metall mit Risiken in der Lieferkette, da 85% der Weltproduktion von China erzeugt wird. Darüber hinaus sind Kalzium-Grignard-Reagenzien wegen ihrer sehr viel höheren Reaktivität attraktiv, die auch heute noch nicht völlig ausgeschöpft wird. Weil das Metall Kalzium selbst aber nur wenig reaktiv ist, ist die Herstellung von hochreaktiven Kalzium-Reagenzien eine richtige Gradwanderung.

Dr. Jens Langer, der an einigen Pionierarbeiten zur strukturellen Charakterisierung von Kalzium-Grignard-Verbindungen beteiligt war, und Prof. Dr. Sjoerd Harder (Lehrstuhl für Anorganische und Metallorganische Chemie) berichten über neue Entwicklungen in der Zeitschrift Nature Chemistry Reviews [1]. Dies schließt die aktuelle Entdeckung ein, dass man Kalzium-Grignard-Reagenzien einfach durch Mörsern von Kalziummetall mit organischen Verbindungen herstellen kann.

Die Verwendung von Mörser und Pistill ist eine der ältesten Methoden, um chemische Reaktionen durchzuführen. Es ist amüsant, dass gerade solche Steinzeitstrategien der Schlüssel zu moderner Chemie sind. Diese Kalzium-Reagenzien sind nicht nur hochreaktiv, sondern finden auch Anwendung in der Katalyse [2] und zeigen ungewöhnliche Reaktivitäten, die man normalerweise nur mit viel edleren Übergangsmetallen erreicht [3]. Ein einzigartiges Merkmal von Übergangsmetallen ist die Beteiligung ihrer d-Orbitale in solchen Prozessen. Deshalb diskutieren Harder und Langer die etwas befremdlich erscheinende und sehr kontroverse These, dass auch Kalzium anders als bisher angenommen d-Orbitale in seiner Chemie nützen könnte. Dieser umfassende Übersichtsartikel ist über den untenstehenden Link zugänglich oder kann direkt bei den Autoren angefordert werden.

Weitere Informationen:

Link: https://rdcu.be/dqvn4

• [1]  S. Harder, J. Langer, Nature Chemistry Reviews https://doi.org/10.1038/s41570-023-00548-0
• [2] Early Main Group Metal Catalysis, Editor: Sjoerd Harder, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2020.
• [3] B. Rösch, T. X. Gentner, J. Langer, C. Färber, J. Eyselein, L. Zhao, C. Ding, G. Frenking, S. Harder, Science 2021, 371, 1125.

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