#Success Story: Mit CHAOS zu einem praktischen Werkzeug für die organische Chemie!

In einer von der TU Wien koordinierten COST-Aktion widmen sich Forscher/innen aus 32 Ländern der Aktivierung von Kohlenstoff-Wasserstoff Bindungen in der Organischen Synthese. Ziel ist eine breite Anwendbarkeit, zB in der Industrie.

Nachhaltigkeit hat massiv an Bedeutung gewonnen – so auch in der Chemie! Eine effiziente Synthesechemie, die in industriellen Prozessen Neben- und Abfallprodukte vermeidet, ist angesichts der großen Herausforderungen wie etwa der weiterwachsenden Weltbevölkerung dringend notwendig. Die Methode der metallkatalysierten C-H-Aktivierung organischer Moleküle hat hier großes Potenzial, das mit Unterstützung der FFG und Mitteln aus COST (European Cooperation in Science and Technology) gehoben wird. Mit dem Programm zur Forschungszusammenarbeit in Europa wurde ein Netzwerk mit rund 200 Chemikerinnen und Chemikern aus 32 Ländern aufgebaut. Ihr gemeinsames Ziel in der COST-Aktion CHAOS (C-H Activation in Organic Synthesis; C-H Aktivierung in der Organischen Synthese): Eine breite Anwendbarkeit, sowohl in der Industrie als auch im akademischen Bereich.

Effizientere Herstellung von Zielmolekülen
Grundsätzlich haben organische Chemikerinnen und Chemiker die Werkzeuge in der Hand, um jedes thermodynamisch stabile Molekül auf die eine oder andere Weise herzustellen. Doch obwohl bereits viel geforscht und große Erfolge erzielt wurden, beruhen die meisten Bindungsbildungsreaktionen auf voraktivierten Substraten. Darüber hinaus sind bei komplexen Synthesen oft Schutzgruppentechniken erforderlich, um entweder alternative Stellen der Reaktivität zu blockieren oder um funktionelle Gruppen zu schützen. Kurzum: Der Weg zu einem bestimmten Molekül kann immer noch über viele Umwege führen, die weitere Forschung erfordern, um Zielmoleküle direkter und effizienter (und damit auch nachhaltiger) herzustellen. Hier knüpfen die Chemikerinnen und Chemiker in der COST-Aktion CHAOS an.

Zielmoleküle sollen direkter und effizienter hergestellt werden.
Credit: Viktor Savic
 

Breite Anwendbarkeit
Das Paradigma in der organischen Synthese hat sich gerade aufgrund der zunehmenden Wichtigkeit des Themas "Nachhaltigkeit", von der puren "Erledigung der Arbeit (das synthetisierte Molekül)" hin zu einer möglichst effizienten Erledigung eben dieser Arbeit verschoben. Viel Potenzial hat dabei die Methode der metallkatalysierten C-H-Aktivierung organischer Moleküle: Gegenwärtig gibt es auf diesem Gebiet viele Beispiele für Transformationen, die nur auf bestimmten Arten von Substraten durchgeführt werden können, und nur wenige Beiträge befassen sich mit der Anwendung der C-H-Aktivierung bei der Synthese komplexer Moleküle wie Naturprodukte. Darüber hinaus gibt es kaum Anwendungen der C-H-Aktivierung in industriellen Prozessen. Daher ist das Ziel eine breite Anwendbarkeit, wie zum Beispiel in der Synthese von Arzneistoffen oder organischen Materialien (Stichwort OLED-Technologie, zB bei TV-Geräten).
 

Michael Schnürch von der TU Wien koordiniert die COST-Aktion CHAOS.
Credit: Natalie Paloma Maierhofer
 

Ausgeprägter Teamgeist
COST-Aktionen sind für die innereuropäische Vernetzung in bestimmten Wissenschaftszweigen zentral. "Aufgrund der laufend stattfindenden Meetings kommt es zu einem engen Kontakt der Wissenschaftler/innen, der nicht nur ein professionelles Zusammenarbeiten ermöglicht, sondern auch auf privater Ebene Kontakte fördert und Freundschaften entstehen lässt. Dies ist vor allem für junge Wissenschaftler/innen von großer Bedeutung, die ja am Beginn ihrer Laufbahn sich erst einen Namen in der jeweiligen Community machen müssen", so Michael Schnürch von der TU Wien, Chair der COST-Aktion. Im Vordergrund steht aber natürlich die wissenschaftliche Ebene. Hier bieten sich die Möglichkeiten Kooperationen zu starten, gemeinsame Projekteinreichungen auf EU bzw. generell transnationaler Ebene vorzubereiten und den Studentenaustausch zu forcieren. Schnürch unterstreicht den ausgeprägten Teamgeist.

COST – Unterstützung und Koordination von Forschungsinitiativen in Europa und weltweit
COST (European Cooperation in Science and Technology) ist neben dem EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation "Horizon 2020" (2014 – 2020) eine der wichtigsten Säulen der Förderung von Forschungszusammenarbeit in Europa und damit ein essentieller Baustein des Europäischen Forschungsraums. Durch COST-Aktionen werden thematisch offene Forschungsnetzwerke gefördert und auf diese Weise ein gemeinsamer Austausch sowie eine verbesserte Koordination von Forschungsaktivitäten inklusive der Verbreitung ihrer Ergebnisse ermöglicht. COST bietet außerdem die wertvolle Möglichkeit, jüngere Forscherinnen und Forscher in Netzwerke mit einzubeziehen und durch maßgeschneiderte Aktivitäten zu ihrer Weiterbildung beizutragen.